CN1708368A - 半成品扁平管、半成品扁平管制造方法、扁平管、包括扁平管的热交换器和热交换器制造方法 - Google Patents

半成品扁平管、半成品扁平管制造方法、扁平管、包括扁平管的热交换器和热交换器制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用来制造一扁平管(1)的半成品扁平管(30)，包括彼此相对的一上壁和一下壁(2、3)和在其相对侧边缘互连上和下壁(2、3)的左右相对侧壁(4，5)。由一包括两个用于形成上和下壁(2，3)的第一部分(17，18)、一体地互连两个第一部分(17，18)用于形成右侧壁(5)的第二部分(16)和两个分别从相应的第一部分(17，18)向上突出并分别在第一部分与第二部分(16)相对的一侧边缘上与第一部分一体地形成的用于形成左侧壁(4)的第三部分(9，10)的金属板(15)来制造该半成品扁平管在第二部分(16)，即把所述金属板弯成一发夹形以使两个第三部分(9，10)抵靠。用激光焊接从外部在多个在其纵向上相互隔开的部位上把两个第三部分(9，10)间断地焊接在一起。

Description

半成品扁平管、半成品扁平管制造方法、扁平管、 包括扁平管的热交换器和热交换器制造方法
相关申请的交叉参考
本申请是根据35.U.S.C§111(a)提交且根据35.U.S.C§119(e)(1)要求享有根据35.U.S.C§111(b)于2002年11月26日提交的美国临时申请No.60/428922的申请日权益。
技术领域
本发明涉及一种用于制造用作热交换器的热交换管如机动车辆空调冷凝器或蒸发器中的制冷剂管、机动车辆油冷却器的油管、机动车辆散热器的水管和加热器芯的热介质管的扁平管的半成品扁平管、一种用于制造半成品扁平管的方法、一种扁平管、一种包括这类扁平管的热交换器和一种用于制造所述热交换器的方法。
本文和后附权利要求中的“铝”除纯铝外还包括铝合金。
背景技术
近年来，机动车辆空调中广泛用图15所示冷凝器取代公知蛇形冷凝器，该冷凝器包括一对互相平行布置、相互隔开的集管100，101、在其相对端部分别与两个集管100，101连接的铝制平行铝制扁平制冷剂管102、分别设置在相邻的制冷剂管102之间的气流空隙中并(硬)钎焊在相邻的制冷剂管102上的铝制波状翅片103、一与第一集管100的周向壁的上端连接的进口管104、一与第二集管101的周向壁的上端连接的出口管105、一设置在第一集管100内并位于其中部上方的第一隔板106和一设置在第二集管101内并位于其中部下方的第二隔板107，进口管104与第一隔板106之间的制冷剂管102的数量、第一隔板106与第二隔板107之间的制冷剂管102的数量和第二隔板107与出口管105之间的制冷剂管102的数量从上到下减少而形成管道组。流入进口管104制冷剂在以液相流出出口管105之前以蒸汽相曲折流过该冷凝器中的各管道组单元。上述结构的冷凝器称为多流冷凝器，它可实现高效率、低压力损耗，且结构非常紧凑。
要求上述冷凝器的制冷剂管102的热交换效率高，对引入其中的气态高压制冷剂有耐压性。此外，为使冷凝器紧凑，制冷剂管必须壁厚薄、高度低。
日本专利公告No.2915660公开了一种用作制冷剂管的热交换效率很高的公知扁平管。上述文献所公开的扁平管包括一上壁、一下壁、在上壁和下壁的左右侧边缘互连上壁和下壁的左和右侧壁和多个位于左右侧壁之间在扁平管的纵向上平行延伸的互连上壁和下壁的加固壁，该扁平管具有在其内部形成的平行流道。各加固壁通过形成从上壁和下壁至少之一与其一体地向里伸出并钎焊在另一平坦的壁的内表面上的凸脊构成。可选地加固壁也可通过形成一从上壁与其一体地向下伸出的向下凸脊和形成一从下壁与其一体第一向上伸出的向上凸脊并将所述凸脊端对端地钎焊而形成。
这种扁平管由一金属板制成，该金属板包括两个用于形成上壁和下壁的第一部分、一个互连两个第一部分的第二部分和两个分别在第一部分的与第二部分相对的一侧边缘与相应的第一部分一体地形成的突起的第三部分，该工艺包括在第二部分上把金属板弯曲成发夹形并端对端互相钎焊两个第三部分。在用上述第一方法形成加固壁的情况下，在互相钎焊第三部分的同时把在第一部分至少之一上形成的凸脊钎焊到另一个第一部分上。在用上述第二方法形成加固壁的情况下，在互相钎焊第三部分的同时把第一部分之一上形成的凸脊和另一个第一部分上形成的凸脊钎焊在一起。
在制造一冷凝器的同时按以下方式制造所述扁平管。这样来同时制造一冷凝器和扁平管，即把一包括两个用于形成上壁和下壁的第一部分、一互连两个第一部分的第二部分和两个分别在第一部分的与第二部分相对的一侧边缘与相应的第一部分一体地形成的突起的第三部分的铝板在第二部分处用滚压/轧成型工艺弯曲成发夹形以使两个第三部分互相抵靠并形成一半成品连续体；然后把所述连续体切割成预定的长度以制备多个半成品扁平管；制备一对铝集管，各集管分别具有数量与半成品扁平管的数量相等的以一定间距布置的半成品扁平管插孔和多个波形铝翅片；该对集管相互隔开布置，并交替地布置半成品扁平管和波形翅片；把半成品扁平管的相对端部***集管的相应插孔中，并同时把各半成品扁平管的各第三部分相互钎焊在一起、把各扁平管与集管钎焊在一起以及把各扁平管与各波形翅片钎焊在一起。
但是，我们发现所述半成品扁平管有下列问题。在把半成品连续体切割成半成品扁平管时，扁平管相对的端部张开，从而使得制造冷凝器时扁平管相对的端部可能无法***集流器相应的插孔中。为减小冷凝器重量近年来用来制造半成品扁平管的铝板厚度减小，结果半成品扁平管的刚性不足，从而在将半成品扁平管组装在冷凝器中或进行其它处理时半成品扁平管可能变形。
本发明的一个目的是解决上述问题，提供一种半成品扁平管，可防止所述半成品扁平管相对的端部张开，所述半成品扁平管具有比现有有技术的半成品扁平管高的刚性。
发明内容
本发明提供用来制造一扁平管、包括一对彼此相对的平坦壁和在该对平坦壁的两侧边缘互连该对平坦壁的两侧壁的第一半成品扁平管，由一包括两个用来形成两个平坦壁的第一部分、一个互连两个第一部分用于形成侧壁之一的第二部分和两个分别从相应的第一部分上突出并分别在第一部分与第二部分相对的一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一侧壁的第三部分的金属板来制造所述半成品扁平管，通过在第二部分上将所述金属板弯曲成一发夹形以使第三部分互相抵靠并从外部至少在两个第三部分的纵向上相对的端部上把两个第三部分相互焊接在一起，从而制成所述半成品扁平管。
在本发明的第一半成品扁平管中，两个第三部分从外部至少在其纵向上的相对的端部上互相焊接。这会防止半成品扁平管在其相对的端部处张开，用来制造热交换器的扁平管的相对端部可以可靠地***集管的相应扁平管插孔中。此外，其后在制造过程中(硬)钎焊各半成品扁平管的两个第三部分并不会形成任何缺陷。而且本发明的半成品扁平管的刚性比现有技术的半成品扁平管高，在组装在热交换器中或进行其它处理时不会变形。
在本发明的第一半成品扁平管中，可用激光焊接把两个第三部分连接在一起。此时，可从外部较方便地把两个第三部分焊接在一起。
在本发明的第一半成品扁平管中，金属板的第三部分可从相应的第一部分上突起并与其一体地形成。可选地，金属板的第三部分也可分别通过弯曲第一部分的侧边缘部而形成。
在本发明的第一半成品扁平管中，两个第三部分在其纵向以一定间距间断地相互焊接在一起。这使得半成品扁平管具有比现有技术高的刚性，这种扁平管在组装在热交换器中或进行其它处理时可防止变形。
在第三部分间断地相互焊接在一起的第一半成品扁平管中，位于各相对的端部上的焊接部可与第三部分的纵向端部相距上达10mm。这更有效地防止半成品扁平管的相对的端部张开。
在第三部分间断地相互焊接在一起的第一半成品扁平管中，位于各相对的端部上的焊接部可与第三部分的纵向端部相距上达5mm。这进一步有效地防止半成品扁平管的相对的端部张开。
在第三部分间断地相互焊接在一起的第一半成品扁平管中，所有焊接部的节距P可上达100mm。所述半成品扁平管与现有技术相比可可靠地获得较高的刚性，并且这种扁平管在组装在热交换器中或进行其它处理时可防止变形。
在第三部分间断地相互焊接在一起的第一半成品扁平管中，设焊接部的熔核直径为D，两个第三部分的总高为H。则比值D/H至少为0.18。进一步设焊接部的贯入/穿透(penetration)深度为d，各第三部分的厚度为t，d/t可至少为0.25。在这种情况下，可防止焊接部开裂，从而消除其后进行的钎焊操作形成有缺陷的钎焊部的可能性。
在本发明的第一半成品扁平管中，两个第三部分可在其整个长度上连续地相互焊接在一起。从而该管的刚性比第三部分间断地焊接在一起的第一半成品扁平管高，这种扁平管在组装在热交换器中或进行其它处理时可防止变形。但是第三部分间断地相互焊接在一起的半成品扁平管的生产速度比第三部分连续地相互焊接在一起的第一半成品扁平管高。
在两个第三部分连续地相互焊接在一起的第一半成品扁平管中，设连续焊接部的宽度为W，两个第三部分的总高为H。则比值W/H至少为0.18。进一步设焊接部的贯入深度为d，各第三部的厚度为t，d/t可至少为0.25。在这种情况下可防止焊接部开裂，从而消除其后进行的钎焊操作形成有缺陷的钎焊部的可能性。
在本发明的第一半成品扁平管中，金属板可包括各第三部分顶端上形成有钎焊材料层的钎焊铝板。在其后要把第三部分相互钎焊在一起时，可用两顶端上的钎焊材料进行钎焊，从而省去了单独施加钎焊材料的时间和人工。
本发明提供一种用来制造一扁平管、包括一对彼此相对的平坦壁和在该对平坦壁的相对侧边缘互连该对平坦壁的两侧壁的第二半成品扁平管，由一包括一用于形成两个平坦壁之一的第一部分、两个宽度约为第一部分的一半用于形成另一个平坦壁的第二部分、两个将第一部分分别连接到两个第二部分上的第三部分和两个分别从第二部分直立延伸并分别在第二部分与第三部分相对一侧边缘上在第二部分上形成的第四部分的金属板制成所述半成品扁平管，即通过在第三部分上弯曲所述金属板以使所述侧边缘互相抵靠，同时使两个第四部分的顶端与第一部分支承地接触并从外部至少在所述第二部分的纵向上相对的端部处把两个第二部分相互焊接在一起，从而制成所述半成品扁平管。
在本发明的第二半成品扁平管中，两个第二部分从外部至少在其纵向上相对的端部处互相焊接。这会防止半成品扁平管在其相对的端部处张开。在用这种半成品扁平管制造一热交换器时，半成品扁平管子的相对的端部可以可靠地***集管相应的扁平管插孔中。此外，其后在制造过程中可钎焊各半成品扁平管的第四部分而不会形成任何缺陷。而且本发明的半成品扁平管具有比现有技术的半成品扁平管高的刚性，在组装在热交换器中或进行其它处理时半成品扁平管不会变形。
在本发明的第二半成品扁平管中，可用激光焊接把两个第二部分连接在一起。此时，可从外部较方便地把两个第二部分焊接在一起。
在本发明的第二半成品扁平管中，两个第二部分可沿其纵向以一定间距间断地相互焊接在一起。或者，两个第二部分也可在其整个长度上连续地相互焊接在一起。在这两种情况下，半成品扁平管的刚性比现有技术高，这种扁平管在组装在热交换器中或进行其它处理时可防止变形。
在本发明的第二半成品扁平管中，金属板可包括在其相对的表面上形成有钎焊材料层的钎焊铝板。在其后要钎焊第二部分以及第四部分时金属板的钎焊材料层可用于钎焊。这省去了单独施加钎焊材料的时间和人工。
本发明提供一种用于制造半成品扁平管的方法，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和两个在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的侧壁，该方法的特征在于，制备一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一侧壁的第三部分的金属板；在第二部分上用滚压成型工艺把所述金属板弯成一发夹形以使所述第三部分互相抵靠，然后从外部在所述第三部分的纵向上以一定的间距间断地把两个第三部分焊接在一起以形成一半成品连续体，然后把该半成品连续体切割成半成品扁平管，每个半成品扁平管在各纵向相对的端部处具有一焊接部。
本发明提供另一种用于制造半成品扁平管的方法，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的两个侧壁，该方法的特征在于，制备一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一侧壁的第三部分的金属板；在第二部分上用滚压成型工艺把所述金属板弯成一发夹形以使所述第三部分互相抵靠，然后从外侧在所述第三部分的整个长度上连续地把两个第三部分焊接在一起以形成一半成品连续体，然后切割该半成品连续体。
在所述用于制造半成品扁平管的方法中，最好通过激光焊接从外侧互相连接所述两个第三部分。
本发明提供一种用于制造半成品扁平管的装置，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和两个在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的侧壁，所述装置包括：一滚压成型装置，所述滚压成型装置用于将一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于制造另一侧壁的第三部分的金属板在所述第二部分上弯曲成一发夹形，以使所述第三部分互相抵靠；一设置在所述滚压成型装置下游用于从外部把两个第三部分焊接在一起的焊接装置；和一个设置在所述焊接装置下游一切割装置。
在本发明的用于制造半成品扁平管的装置中，所述焊接装置最好是一激光焊接装置。
本发明提供一种扁平管，所述扁平管包括上述第一半成品扁平管，其中所述两个第三部分相互钎焊在一起的。在这种情况下，互相钎焊在一起的两个第三部分由至少在相应的相对端部处的焊接部暂时保持在一起，从而钎焊部在所述第三部分整个长度上没有缺陷。
本发明提供一种热交换器，所述热交换器包括：一对互相平行并相互隔开设置的集管；多个平行的热交换管，各热交换管分别包括上述的扁平管并在其相对的端部处连接在所述两个集管上；分别设置在各对相邻的热交换管之间的气流空隙中并钎焊在相邻的热交换管上的翅片。
本发明提供一种用于制造热交换器的方法，其特征在于：制备多个上述半成品扁平管；制备一对集管，各集管具有数量与所述半成品扁平管的数量相等的并以一定间距隔开形成的半成品扁平管插孔，并制备多个翅片；相互隔开地布置所述一对集管并交替地布置所述半成品扁平管和翅片；将所述半成品扁平管相对的端部***集管的相应的插孔中，并同时将各半成品扁平管的两个第三部分相互钎焊在一起，将所述半成品扁平管钎焊到所述集管上以及在相邻的半成品扁平管的相对侧上将所述翅片钎焊到相邻的半成品扁平管上。
本发明提供一种车辆，所述车辆包括一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环，所述冷凝器为上述热交换器。
附图说明
图1为由图4-6所示半成品扁平管的第一实施例制成的一扁平管的剖视图。
图2是一个示出一制造半成品扁平管的第一实施例的装置示意图。
图3包括示出半成品扁平管的第一实施例制造方法的一些步骤的视图。
图4为半成品扁平管的第一实施例局部剖开的透视图。
图5为示出半成品扁平管的第一实施例的局部俯视图。
图6为图5中VI-VI线上的放大剖视图。
图7为半成品扁平管的第二实施例的局部剖开的透视图。
图8为由图10所示的半成品扁平管的第三实施例制成的一扁平管的剖视图。
图9包括示出半成品扁平管的第三实施例的制造方法的一些步骤的视图。
图10为示出半成品扁平管的第三实施例的局部剖开的透视图。
图11为示出半成品扁平管的第四实施例的局部剖开的透视图。
图12为由图14所示半成品扁平管的第五实施例制成的一扁平管的剖视图。
图13包括示出半成品扁平管的第五实施例的制造方法的一些步骤的视图。
图14为示出半成品扁平管的第五实施例的局部剖开的透视图。
图15为一用于一机动车辆空调中的冷凝器的透视图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明各实施例。在下面说明中，图1、8和12的上侧和下侧以及左侧和右侧分别称为“上”、“下”、“左”和“右”。全部附图中相同部件用同一标号表示。
图1示出一扁平管，图2示出一用于制造半成品扁平管的装置，图3示出半成品扁平管制造方法的一些步骤，以及图4-6示出半成品扁平管。
如图1所示，扁平管1用铝制成，并包括彼此相对的一平坦的上壁和一平坦的下壁2、3(一对平坦壁)、使上壁和下壁2，3互连的位于左右相对侧边缘的相对的左右侧壁4、5和多个加固壁6，所述加固壁在左右侧壁4，5之间互连上壁和下壁2、3，在扁平管的纵向上延伸并相互隔开，所述扁平管具有在其内部形成的平行流道7。尽管未示出，各加固壁6都设有连通孔以使相邻的流道7互相连通，整个扁平管中，从上方看去所述流通孔交错地排列。
左侧壁4包括一从上壁2的左侧边缘与所述上壁一体地向下突起的部分9和从下壁3的左侧边缘与所述下壁一体地向上突起的部分10，通过使所述部分9，10互相抵靠并在这种状态下将所述部分钎焊在一起而形成左侧壁4。右侧壁5与上壁2和下壁3一体地制成。
各加固壁6都包括一从上壁2与其一体地向下突起的向下凸脊11和一从下壁3其一体地向上突起的向上凸脊12，通过使所述凸脊11，12互相抵靠，并在这种状态下将所述凸脊11、12钎焊在一起而形成加固壁6。
通过制作一半成品扁平管并在所需部位钎焊该半成品扁平管而制成扁平管1。
使用图2所示制造装置用下述方法制造半成品扁平管。
首先，使一其相对的表面上涂覆有钎焊材料的钎焊铝板在滚压辊之间通过，以制造图3(a)所示的一用来制造扁平管的金属板15。该金属板15包括两个用于制造上壁和下壁2、3的平的第一部分17、18，一个一体地互连所述两个第一部分17、18的用于形成右侧壁5的第二部分16，两个分别在第一部分的与第二部分16相对的一侧边缘处从相应的第一部分17、18与第一部分一体地向上突起以形成左侧壁4的第三部分9、10以及从第一部分17、18与所述第一部分一体地向上突起并以一预定间距向左或向右排列的凸脊11、12。第一部分中的一个17上的凸脊11和另一第一部分18上的凸脊12在宽度方向上关于中心线对称地布置。第二部分16比两个第一部分17、18厚。此外两个第三部分9、10比凸脊11、12厚。突起的第三部分9、10的高度约为第二部分16的宽度的一半。通过在其相对的表面上涂覆有钎焊材料的钎焊铝板的一个表面上与所述钎焊铝板一体地形成第三部分9，10和凸脊11、12，在第三部分9、10和凸脊11、12的相对侧面和顶面上以及两个第一部分17，18的上表面和下表面上形成一钎焊材料层(未示出)。第三部分9、10和凸脊11、12的顶面上的钎焊材料层的厚度比其余部分上的钎焊材料层厚。用于形成下壁3的第一部分18上的第三部分10在其顶面上一体地设有一在第三部分10的纵向上延伸的凸脊19。另一方面，用于形成上壁2的第一部分17上的第三部分9在顶面上形成一个在第三部分9的纵向上延伸的凹槽20，所述凹槽用于通过压力配合压入凸脊19。在滚压形成钎焊铝板时形成凸脊19和凹槽20，凸脊19的顶面和相对侧面上以及限定凹槽20的底面和相对侧面上有钎焊材料层。把金属板15制备成第三部分9、10和凸脊11、12径向向内的板材卷(coil)。
图2所示制造装置包括一用于金属板15的板材卷15A放置在其上的供料辊21、一修正从辊21输出的金属板15的变形的矫直装置22、一设置矫直装置22下游的用于在第二部分16上把金属板15弯成发夹形以使两个第三部分9，10以及各对相对的凸脊11，12互相抵靠的一滚压成型装置23、一设置在滚压成型装置23下游用于从外部用激光焊接将抵靠的第三部分9，10相互连接而制成一半成品连续体24的激光焊接装置25、一设置在焊接装置25下游用于修正连续体24的变形的矫直装置26和一设置矫直装置26下游用于切割连续体24的切割装置27。
为了使用上述制造装置制造半成品扁平管，从供料辊21上的板材卷15A输出的金属板15经矫直装置22处理以除去变形，此后将其输送给滚压成型装置23，利用所述滚压成型装置通过滚压成型工艺(见图3(b)，(c))在第二部分16的相对侧边缘上逐渐弯曲金属板15并最终将其弯成发夹形，以使两个第三部分9、10以及各对的凸脊11、12互相抵靠并通过压配合将凸脊19压入凹槽20中，由此得到一弯曲体28(见图3(d))。此时，由第二部分16形成右侧壁5，由第一部分17形成上壁2并由另一第一部分18形成下壁3。
然后把弯曲体28输送给激光焊接装置25，利用所述焊接装置从外部通过激光焊接在所述第三部分的纵向以一定间距间断连接两个第三部分9、10的抵靠部分，以制成一半成品连续体24。接下来，用矫直装置26修正半成品连续体24的变形，此后将其切割成分别在第三部分9、10的纵相对的端部上具有两个焊接部31的半成品扁平管。图4-6示出这样制成的半成品扁平管30。
如图4-6所示，通过在两个第三部分的纵向上以一定间距在所述部分的抵靠端部用激光焊接间断地焊接两个第三部分9、10而获得半成品扁平管30，并且所述半成品扁平管具有多个在纵向上以一定间距形成的焊接部31。希望各相对端部上的激光焊接部31距第三部分9或10的纵向端部的距离L上达10mm、最好上达5mm。还希望所有激光焊接部31的节距P上达100mm、最好上达60mm、更好上达30mm。设激光焊接部31的熔核(nugget)直径为D，两个第三部分9，10的总高度为H，D/H最好至少为0.18。此外，设激光焊接部31的贯入/穿透深度为d，各第三部分9，10的厚度为t，d/t最好至少为0.25。
通过在一预定温度下加热扁平管30，从而利用金属板15上的钎焊材料层互相钎焊两个第三部分9、10以及各对相应的凸脊11、12，从而形成左侧壁4和各加固壁6，从而由半成品扁平管制造扁平管。如此制成扁平管1。
当把扁平管1例如用作图15所示冷凝器的制冷剂管102时，可在制造冷凝器的同时制造扁平管1。确切地说，按下面的方式制造冷凝器。首先制备多个半成品扁平管30。还制备分别具有数量与半成品扁平管30的数量相等的半成品扁平管插孔的一对铝制集管100、101和多个波形铝制翅片103。然后相互隔开地布置该对集管100、101，交替地布置半成品扁平管30和翅片103，并将半成品扁平管30的相对的端部***集管100、101相应的半成品扁平管插孔中。此后在一预定温度下加热所得组件，以利用金属板15的钎焊材料层同时将各半成品扁平管的两个第三部分9，10以及各对相应的凸脊11，12钎焊在一起、把扁平管30钎焊到集管100、101上以及在其相邻的扁平管的相对侧上将各波形翅片103钎焊到相邻扁平管30上。这样就制成了冷凝器。
图7示出用来制造图1的扁平管的半成品扁平管的第二实施例。
图7所示半成品扁平管40具有两个用激光焊接在其整个长度上连续焊接在一起的第三部分9、10。设连续的激光焊接部41的宽度为W，两个第三部分9，10的总高为H。比值W/H最好至少为0.18。此外设激光焊接部41的贯入深度为d，各第三部分9，10的厚度为t，d/t最好至少为0.25。除了这些特征，半成品扁平管40与图4-6所示半成品扁平管30相同。
半成品扁平管40用与使用图2的装置制造图4-6所示半成品扁平管30的方法类似的方法制造。但是，该方法与扁平管30的制造方法的不同之处在于，用激光焊接装置25从外部在第三部分的整个长度上把两个第三部分9，10焊接在一起。
包括用上述两种半成品扁平管中的任一种半成品扁平管制成的扁平管的热交换器在包括一有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的车辆中用作该制冷循环的冷凝器。该热交换器也可用作该制冷循环的蒸发器。此外，该热交换器也可装在机动车辆中用作一油冷却器或散热器。
下面结合具体示例说明本发明。
示例1
把由JIS BAS211P制成的钎焊铝板滚压成图3(a)所示的金属板15。然后把金属板制成半成品扁平管40，其中如图7所示通过激光焊接将两个第三部分9，10在其整个长度上连续地连接一起。激光焊接的条件为：脉冲宽度0.5ms；频率66.7Hz；脉冲能量3J；辅助气体，没有；工件移动速度30m/min。连续激光焊接部41的宽度W为0.6mm，贯入深度d为0.2mm。半成品扁平管40的两个第三部分9、10的总高H为1.1mm，各第三部分9、10的厚度t为0.4mm，半成品扁平管40总宽为16mm。
示例2-9
把由JIS BAS211P制成的钎焊铝板滚压成图3(a)所示金属板15。然后把金属板制成半成品扁平管30，其中如图4-6所示通过激光焊接将两个第三部分9，10在其纵向上以一定的间距间断地连接一起。激光焊接的条件为：脉冲宽度0.5ms；频率66.7Hz；脉冲能量3J；辅助气体，没有；工件移动速度200m/min。激光焊接部的熔核直径D为0.6mm，贯入深度d为0.2mm。第三部分9，10的各相对端部上的焊接部31距第三部分纵向端的距离L为15mm。所述示例的半成品扁平管30以不同的焊接部的节距P制成。半成品扁平管30的两个第三部分9，10的总高H为1.1mm，各第三部分9，10的厚度t为0.4mm，半成品扁平管30的总宽为16mm。
评价测试1
检查用激光焊接在示例1-9的半成品扁平管40、30中形成的焊接部41、31。在制造图15所示的冷凝器等中的钎焊步骤之前的步骤中装配示例1-9的半成品扁平管40、30，检查装配的易操作性。表1示出结果。
表1
    例   节距P(mm)     评价
    1   -     A
    2   10     A
    3   20     A
    4   30     A
    5     40     B
    6     50     B
    7     60     B
    8     70     C
    9     80     C
参见表1，在“评价”栏中，“A”表示半成品扁平管在激光焊接部中没有裂缝，具有高刚性，可在装配冷凝器时可靠地***集管的扁平管插孔中；“B”表示尽管在激光焊接部中发现细小的裂缝，但不会在互相钎焊两个第三部分时造成问题，扁平管可在装配冷凝器时可靠地***集管的扁平管插孔中；“C”表示尽管在激光焊接部中发现细小的裂缝，但不会在互相钎焊两个第三部分时造成问题，并且扁平管具有稍稍张开的端部，从而所有用来装配冷凝器的扁平管中约有2-3％不能插进集管的扁平管插孔中。
示例10-15
把由JIS BAS211P制成的钎焊铝板滚压成图3(a)所示金属板15。然后把金属板制成半成品扁平管30，其中如图4-6所示通过激光焊接将两个第三部分9、10在其纵向上以一定的间距间断地连接一起。激光焊接的条件为：脉冲宽度0.5ms；频率66.7Hz；脉冲能量3J；辅助气体，没有；工件移动速度200m/min。第三部分9，10的各相对端部上的焊接部31距第三部分纵向端的距离L为15mm。所有焊接部的节距P为30mm。所述示例的半成品扁平管30的D/H和d/t值各不相同，其中，D为激光焊接部31的熔核直径，H为两个第三部分9、10的总高，d为激光焊接部31的深度，t为各第三部分9、10的厚度。半成品扁平管30的两个第三部分9，10的总高H为1.1mm，各第三部分9，10的厚度t为0.4mm，半成品扁平管30的总宽为16mm。
评价测试2
检查用激光焊接在示例10-15的半成品扁平管30中形成的焊接部31。表2示出结果。
表2
    示例                 对激光焊接部的检查结果
D/H                    d/t
    0.25     0.5     0.75     1
    10     0.18     Y     Y     Y
    11     0.27     Y     X     X
    12     0.36     Y     X
    13     0.45     Y     X     X
    14     0.55     X     X     X     X
    15     0.64     X     X     X
参见表2，在“对激光焊接部的检查结果”栏中，“X”表示激光焊接部中未发现裂缝；“Y”表示尽管在激光焊接部中发现细小的裂缝，但不会在互相钎焊两个第三部分时造成问题。
表1和2表明在本发明的半成品扁平管中的激光焊接部不会出现在其后钎焊步骤中会产生缺陷的裂缝，还表明所述扁平管装配冷凝器时非常易于操作。
图8示出扁平管另一实施例。
如图8所示，扁平管50具有一左侧壁4，所述左侧壁这样来形成，将上壁2的左侧边缘向下折叠而形成一部分51，把下壁3的左侧边缘向后折叠而形成一部分52，并将抵靠在一起的所述两部分51，52相互钎焊在一起。
这样形成各加固壁6：将上壁2向下弯曲以形成一向下的凸脊53，将凸脊53的下边缘钎焊到下壁3上，将下壁3向上弯曲以形成一向上的凸脊54，将凸脊54的上边缘钎焊到上壁2上。向下的凸脊53和向上的凸脊54向左或向右交替地排列。
通过首先制作一半成品扁平管并钎焊该半成品扁平管的预定部位而制成扁平管50。
该半成品扁平管的制作方式如图9所示。
首先用相对的表面上涂覆有钎焊材料的一钎焊铝板制备一图9(a)所示的用来制造半成品扁平管的金属板55。金属板55包括用于形成上壁和下壁2，3的两个平的第一部分56、57和一用于形成一右侧壁5的一体地相互连接两个第一部分56、57的第二部分58。第一部分56，57具有向上突起的弯曲部59，60，所述弯曲部在金属板55的纵向上延伸并向左或向右隔开地布置。各弯曲部59(60)包括一与金属板55垂直或基本上垂直的垂直直立部59a(60a)和一相对于金属板55和垂直直立部59a(60a)倾斜一预定角度的斜向直立部59b(60b)。两个直立部59a，59b(60a、60b)之间存在一间隙。用于形成上壁2的第一部分51的弯曲部59和用于形成下壁3的另一第一部分52的弯曲部60关于金属板55的宽度中心线不对称。
然后使金属板55在宽度方向上收缩，由此使各弯曲部59(60)的直立部59a，59b(60a，60b)相互紧密接触，从而形成向上突起的凸脊53(54)。分别将第一部分56、57在其与第二部分相对的侧边缘部分向上弯曲，从而形成用于制成左侧壁4的向上突起的第三部分51，52(见图9(b))。
然后把金属板55卷绕成第三部分51，52和凸脊53，54径向向里的一板材卷，并将该板材卷放置到图2所示制造装置的供料辊21上以用该装置制造半成品扁平管。
确切地说，从供料辊21上的板材卷输出的金属板55经矫直装置22处理以除去变形，此后将其输送到滚压成型装置23，利用所述滚压成型装置通过滚压成型工艺(见图9(c))在第二部分58的相对侧边缘上逐渐弯曲金属板55并最终将其弯成发夹形，以使两个第三部分51，52互相抵靠，使第一部分56的凸脊53接触另一第一部分57，使所述另一第一部分57的凸脊54接触第一部分56，由此得到一弯曲体61(见图9(d))。此时，由第二部分58形成右侧壁5，由第一部分56形成上壁2，而由另一第一部分57形成下壁3。
然后把弯曲体61输送给激光焊接装置25，利用所述激光焊接装置从外部通过激光焊接沿所述第三部分的长度以一定间距间断地连接两个第三部分51、52的抵靠部分，以制成一半成品连续体。接下来，用矫直装置26修正半成品连续体的变形，并在此后将其切割成半成品扁平管，各所述半成品扁平管在第三部分51，52纵向相对的端部上分别具有两个激光焊接部。图10示出这样制成的半成品扁平管65。
如图10所示，通过在第三部分的纵向上以一定间距用激光焊接间断地焊接两个第三部分51、52的抵靠端部而获得半成品扁平管65，所述半成品扁平管具有沿纵向以一定间距形成的多个焊接部66。半成品扁平管65在位于各相对端部上的激光焊接部66距第三部分51或52的纵向端部的距离L上、在所有焊接部66的节距P上、在激光焊接部66的熔核直径D与第三部分51、52的总高H的关系D/H上、在激光焊接部66的贯入深度d与各第三部分51、52的厚度t的关系d/t上都与图4-6所示半成品扁平管相同。
为了由半成品扁平管65制造扁平管，在一预定温度下加热半成品扁平管65，以利用金属板55上的钎焊材料层把两个第三部分51，52钎焊在一起，把第一部分56的凸脊53钎焊到另一第一部分57上，并把所述另一第一部分57的凸脊54钎焊到第一部分56上，由此形成左侧壁4和各加固壁6。这样就制成了扁平管50。
当扁平管50例如用作图15所示的冷凝器的制冷剂管102时，与使用扁平管1的情况相同，在制造冷凝器的同时用上述方法制成扁平管50。
图11示出用于制造图8的扁平管50的半成品扁平管的另一实施例。
图11示出一具有两个通过激光焊接在其整个长度上连续地相互连接的第三部分51、52的半成品扁平管70。半成品扁平管70在由激光焊接形成的连续激光焊接部71的宽度W与第三部分51，52总高H的关系W/H上、在激光焊接部71的贯入深度d与各第三部分51、52的厚度t的关系d/t上都与图10所示的半成品扁平管65相同。
采用图2所示的装置，通过与图10所示的半成品扁平管65相同的方法制造半成品扁平管70，而所述方法与用于半成品扁平管65的方法的不同之处在于用激光焊接装置25进行的焊接操作是连续进行的，以从外部在第三部分的整个长度上将两个第三部分51，52连接在一起。
包括由上述两种类型的半成品扁平管65、70中的任一种半成品扁平管制成的扁平管50的热交换器用于包括一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环的车辆中，作为制冷循环的冷凝器。该热交换器也可用作该制冷循环的蒸发器。此外可选地，该热交换器也可安装在机动车辆中用作油冷却器或散热器。
图12示出扁平管又一实施例。
如图12所示，扁平管80具有一包括左右两个部分81、82的上壁2和与上壁和下壁2、3连成一体的左右相对侧壁4、5。分别在与侧壁4或5相对的侧边缘部分处垂直向下弯曲上壁2的两个部分81、82以形成两个部分83、84、将部分83、84的下边缘钎焊到与其接触的下壁3上并将部分81、82相互钎焊以及将部分83、84相互钎焊，由此形成一加固壁6
首先制造一半成品扁平管，然后钎焊该半成品扁平管的预定部位，从而制成扁平管80。
该半成品扁平管的制作方式如图13所示。
首先用相对的表面上涂覆有钎焊材料的一钎焊铝板制备一图13(a)所示的用来制造半成品扁平管的金属板85。金属板85包括一用于形成下壁3的第一部分86、两个宽度约为第一部分86一半、用于形成上壁2的第二部分81、82、两个将第一部分86连接到相应的两个第二部分的81、82上、用于形成左右侧壁4、5的第三部分87、88和两个从相应的第二部分81、82直立延伸并分别在第二部分与第三部分87或88相对的一侧边缘上在第二部分81或82上形成的第四部分83，84。
接下来，在两个第三部分87、88上弯曲金属板85(见图13(b)和(c))，以使第二部分81、82的形成有第四部分83、84的侧边缘互相抵靠、使第四部分83、84相互紧密接触，并使第四部分83、84的下端与第一部分86接触，由此获得一弯曲体89(见图13(d))。
此后通过从外部用激光焊接在其纵向上以一定间距间断地把弯曲体89的两个第二部分81、82的抵靠部分相互连接在一起，以形成一半成品连续体。然后把该半成品连续体切割成半成品扁平管，从而在第二部分81、82纵向相对端部上有两焊接部。这样就制成图14所示的半成品扁平管90。
这样获得的半成品扁平管在位于相对端部上的激光焊接部91距第二部分81、82相应的纵向端部的距离L上、在所有焊接部91的节距P上与图4-6所示半成品扁平管相同。
此外，在图14所示的半成品扁平管中，两个第二部分81、82也可通过激光焊接在其整个长度上连续地互相连接在一起，而不是间断地焊接第二部分81、82。
这样来由半成品扁平管90制造扁平管80，即在一预定温度下加热半成品扁平管90，以利用金属板85上的钎焊材料层将第四部分83，84的下边缘钎焊到第一部分86上，并利用金属板85上的钎焊材料层将两个第二部分81、82相互钎焊在一起以及将两个第四部分83，84相互钎焊在一起，由此形成上壁2和加固壁6。这样就制成了扁平管80。
包括这种扁平管80的热交换器在车辆如机动车辆中用作加热器芯。
工业实用性
所述半成品扁平管适合于制造用作热交换器的热交换管的扁平管，如用于机动车辆空调的冷凝器或蒸发器中的制冷剂管、机动车辆油冷却器的油管、机动车辆散热器的水管和加热器芯的热介质管。

Claims (28)

1、一种用于制造一扁平管的半成品扁平管，包括一对彼此相对的平坦壁和在该对平坦壁的相对侧边缘互连该对平坦壁的两侧壁，
由一包括两个用来形成所述两个平坦壁的第一部分、一个互连两个第一部分用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个分别从相应的第一部分上突出并分别在第一部分与第二部分相对的一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一个所述侧壁的第三部分的金属板来制造所述半成品扁平管，即通过在所述第二部分上将所述金属板弯曲成一发夹形，以使所述第三部分互相抵靠，并从外部至少在所述两个第三部分的纵向上相对的端部上把所述两个第三部分相互焊接在一起，从而制成所述半成品扁平管。
2、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，用激光焊接把所述两个第三部分连接在一起。
3、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，金属板的所述第三部分可从相应的第一部分上突起并与所述相应的第一部分一体地形成。
4、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，金属板的所述第三部分分别通过弯曲第一部分的一侧边缘部而形成。
5、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，两个第三部分在一纵向间距上间断地焊接在一起。
6、一种按权利要求5所述的半成品扁平管，其特征在于，位于各相对的端部上的焊接部距所述第三部分的纵向端部的距离上达10mm。
7、一种按权利要求5所述的半成品扁平管，其特征在于，位于各相对的端部上的焊接部距所述第三部分的纵向端部的距离上达5mm。
8、一种按权利要求5所述的半成品扁平管，其特征在于，所有焊接部的节距P上达100mm。
9、一种按权利要求5所述的半成品扁平管，其特征在于，设焊接部的熔核直径为D，所述两个第三部分的总高为H，D/H至少为0.18。
10、一种按权利要求5所述的半成品扁平管，其特征在于，设焊接部的贯入深度为d，各第三部分的厚度为t，d/t至少为0.25。
11、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，所述两个第三部分在其整个长度上连续地相互焊接在一起。
12、一种按权利要求11所述的半成品扁平管，其特征在于，设所述连续焊接部的宽度为W，所述两个第三部分的总高为H，W/H至少为0.18。
13、一种按权利要求11所述的半成品扁平管，其特征在于，设焊接部的贯入深度为d，各第三部的厚度为t，d/t至少为0.25。
14、一种按权利要求1所述的半成品扁平管，其特征在于，所述金属板包括一钎焊铝板，并且各所述第三部分的顶端上形成有一钎焊材料层。
15、一种用来制造一扁平管的半成品扁平管，包括一对彼此相对的平坦壁和在该对平坦壁的相对侧边缘互连该对平坦壁的两侧壁，
由一包括一用于形成所述平坦壁之一的第一部分、两个宽度约为所述第一部分的一半的用于形成另一个所述平坦壁的第二部分、两个将第一部分分别连接到所述第二部分上的第三部分和两个分别从所述第二部分直立延伸并分别在第二部分与第三部分相对一侧边缘上在所述第二部分上形成的第四部分的金属板制成所述半成品扁平管，即通过在所述第三部分上弯曲所述金属板以使所述侧边缘互相抵靠，同时使所述两个第四部分的顶端与所述第一部分支承地接触并从外部至少在所述第二部分的纵向上相对的端部处把所述两个第二部分相互焊接在一起，从而制成所述半成品扁平管。
16、一种按权利要求15所述的半成品扁平管，其特征在于，用激光焊接把所述两个第二部分相互连接在一起。
17、一种按权利要求15所述的半成品扁平管，其特征在于，所述两个第二部分在其纵向上以一定间距间断地相互焊接在一起。
18、一种按权利要求15所述的半成品扁平管，其特征在于，两个第二部分在其整个长度上连续焊接在一起。
19、一种按权利要求15所述的半成品扁平管，其特征在于，所述金属板包括一在其相对的表面上形成有钎焊材料层的钎焊铝板。
20、一种用于制造半成品扁平管的方法，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和两个在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的侧壁，
其特征在于，制备一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一个所述侧壁的第三部分的金属板；在所述第二部分上用滚压成型工艺把所述金属板弯成一发夹形，以使所述第三部分互相抵靠，从外部在所述第三部分的纵向上以一定的间距间断地把所述两个第三部分焊接在一起以形成一半成品连续体，此后把该半成品连续体切割成半成品扁平管，各半成品扁平管在各纵向相对的端部处具有一焊接部。
21、一种用于制造半成品扁平管的方法，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和两个在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的侧壁，
其特征在于，制备一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于形成另一个所述侧壁的第三部分的金属板；在所述第二部分上用滚压成型工艺把所述金属板弯成一发夹形，以使所述第三部分互相抵靠，从外侧在所述第三部分的整个长度上连续地把两个第三部分焊接在一起以形成一半成品连续体，此后切割该半成品连续体。
22、一种按权利要求20或21所述的半成品扁平管制造工艺，其特征在于，用激光焊接互相连接所述两个第三部分。
23、一种用于制造半成品扁平管的装置，所述半成品扁平管包括用来制造一扁平管的一对彼此相对的平坦壁和两个在所述一对平坦壁的相对侧边缘使所述一对平坦壁互连的侧壁
所述装置包括：一滚压成型装置，所述滚压成型装置用于将一包括两个用于形成所述平坦壁的第一部分、一使所述第一部分互连的用于形成所述侧壁之一的第二部分和两个从相应的第一部分上突起的并分别在所述第一部分与第二部分相对一侧边缘上在所述第一部分上形成的用于制造另一侧壁的第三部分的金属板在所述第二部分上弯曲成一发夹形，以使所述第三部分互相抵靠；一设置在所述滚压成型装置下游用于从外部把两个第三部分焊接在一起的焊接装置；和一个设置在所述焊接装置下游一切割装置。
24、一种按权利要求23所述的用于制造半成品扁平管的装置，其特征在于，所述焊接装置是一激光焊接装置。
25、一种包括按权利要求1-14中任一项所述的半成品扁平管的扁平管，其特征在于，所述两个第三部分钎焊在一起。
26、一种热交换器，包括：一对互相平行并相互隔开设置的集管；多个平行的热交换管，各热交换管分别包括按权利要求25所述的扁平管并在其相对的端部处连接在所述两个集管上；分别设置在各对相邻的热交换管之间的气流空隙中并钎焊在相邻的热交换管上的翅片。
27、一种用于制造热交换器的方法，其特征在于：制备多个按权利要求1-14中任一项所述的半成品扁平管；制备一对集管，各集管具有数量与所述半成品扁平管的数量相等的并以一定间距隔开形成的半成品扁平管插孔，并制备多个翅片；相互隔开地布置所述一对集管并交替地布置所述半成品扁平管和翅片；将所述半成品扁平管相对的端部***集管的相应的插孔中，并同时进行以下操作：将各半成品扁平管的两个第三部分相互钎焊在一起，将所述半成品扁平管钎焊到所述集管上以及在相邻的半成品扁平管的相对侧上将所述翅片钎焊到相邻的半成品扁平管上。
28、一种车辆，包括一具有一压缩机、一冷凝器和一蒸发器的制冷循环，所述冷凝器为按权利要求26所述的热交换器。
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