[发明专利]一种毛细管网、毛细管网焊接设备及焊接毛细管网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种毛细管网、毛细管网焊接设备及焊接毛细管网的方法。

背景技术

毛细管网由导热的、耐腐蚀且可焊接的塑料管制成。毛细管网用于空调设备中，是调温介质流通的管道。它由集合管、垂直设置在两侧集合管间连通两侧集合管的若干细管组成，集合管和细管是分开的部件，需将两部件组装在一起形成毛细管网。

现有的毛细管网，如图1-3所示，集合管呈长笛子状，也就是在管状的集合管本体的侧壁上，沿集合管本体的轴向设置一排被称为分叉孔的小孔。该分叉孔的内径与细管的外径相当。在制造毛细管网时，细管的两端分别对接对应侧集合管的相应分叉孔，由焊接设备将集合管的焊接区域和细管焊接区域熔化后通过挤压模具将集合管和细管挤压焊接在一起。所得到的毛细管网，其集合管外壁与细管外壁的连接处呈喇叭口状，该喇叭口的大口端朝向集合管，小口端与细管外壁光滑连接。由于细管通过挤压的方式与集合管外壁直接连接在一起，所以在细管与集合管连接处的大喇叭口端形成收口，成为集合管与细管连接的应力集中点和连接的薄弱部位，使得细管与集合管的连接牢度降低，细管与集合管的连接处易开裂，造成整个毛细管网的承压能力降低，长期工作压力最大只有4×10⁵Pa，限制了毛细管网的使用范围。再者，由于集合管与细管通过挤压焊接在一起，在焊接时，细管焊接区与集合管焊接区需加热到熔化状态，材料流动，造成集合管与细管连接处的管壁厚均不均匀，所以毛细管网易开裂破裂。

现行的毛细管网的焊接方法，由于集合管本体的管径和细管的管径细，且细管的管径远小于集合管本体的管径，例如外径为4.3mm的细管通常与外径为20mm的集合管配合焊接形成毛细管网。在焊接细管与集合管时，细管与集合管通过分叉孔焊接在一起，得到的毛细管网，其细管与集合管间需具有一定的垂直度，这样才能保证毛细管网的质量。但由于集合管是带有孔的秃管，将细管焊接在集合管上时，只能采用先熔化后挤压焊接的方法，将细管挤压到集合管上。在挤压焊接前，细管的焊接区和集合管的焊接区均需要加热到熔化状态，才能将细管与集合管挤压到一起，所以焊接时不仅操作难度大，且焊接后得到的毛细管网，由于焊接过程中，焊接区的材料经熔化后产生流动，不仅堵塞分叉孔，且焊接区的壁厚不均匀，尤其在细管与集合管的连接处形成应力集中区，细管与集合管的连接处易地开裂，造成毛细管网整体的承压能力低，长期工作压力最大只有4×10⁵Pa，限制了毛细管网的使用范围。

例如在DE 19725326C2中描述了一种用于制造毛细管网的制造方法。在该方法中，加热细管，使得细管端部的内径变大，通过变大的内径，能够防止在焊接时管道横截面的减少，然后将细管插入到分叉孔中进行焊接，采用此种方法由于机械应力的存在，在安装毛细管网时，细管和集合管的管连接处易损坏，这样的损坏会导致泄漏。

为克服现有技术的上述缺点，申请号为20071030203406、优先权为DE[31]102006061995.1、公开号为CN101219577A的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法，它在焊接前分别加热集合管和细管的待焊接部位，在焊接过程中在分叉孔内设置散热块，在焊接过程中在过渡区域中模制预定外轮廓，此方法虽然能防止分叉孔的变形，但是加热细管，细管端部的内径变大导致壁厚变薄使得耐压强度降低，而且由于在集合管的轴向上设置有多个分叉孔，使得在焊接过程中集合管变形，无法保证在焊接过程中集合管与细管垂直，从而无法保证所有分叉孔同细管能同时一次焊接成功，降低焊接质量和效率，而且散热器和加热元件设置在一起，将导致无法散热，同样影响焊接质量。

为解决上述两种焊接方法的不足，申请号为201010190025.4、名称为“一种塑料管网的焊接方法及焊接设备”的中国发明专利申请，公开了一种毛细管网的焊接方法和设备，它是在焊接时，在集合管内设置成孔顶针衬条，成孔顶针条的针状突起伸入到分叉孔内，并用定位衬条定位成孔顶针衬条，而后用加热元件同时加热细管的端部和分叉孔周围的环形焊接区，通过自带挤压模具的输送夹具将所述细管端部沿集合管的径向与所述集合管的环形焊接区通过挤压焊接在一起，同时用挤压模具模制预定的外轮廓。这种方法虽然解决了一次焊接的技术问题，但仍存在着焊接部位管壁薄，焊接时细管焊接区需完全熔化，细管易老化，焊接连接处易泄漏的技术问题。