515 电加热管研发实例-制作方法

背景

电加热管的制作工艺属核心技术,对产品质量和性能有重要影响;不同产品、不同公司之间均有所不同。

此处以加热热水的U型电加热管为例,简要介绍制作方法。

基本流程

U型电加热管的基本制作流程为:

电热丝盘绕成型(绕线)-电热丝两端与引出棒(接线柱)焊接-电热丝放入外管-装粉-缩管-车管-挖粉-弯管-外管与外丝焊接-端口封胶-装端部接线组件。

制作过程中的一些具体工作如下。

外套管处理

外套管下料通常采用车床或割管机,下料时管口应无变形,下料后清除毛刺、清洗。

外套管的清洗通常用碱洗油、酸洗锈。清洗用酸可用10%15%的盐酸或硫酸,酸液中添加2%4%的缓蚀剂(诺丁或动物胶等),清洗温度可2060℃,清洗时间可520分钟。

清洗过程中可考虑刷揩处理,酸洗后用清不漂洗,再用5%碳酸钠溶液中和,再用热水冲洗、干燥、密封等。

电热丝处理

电热丝盘绕前也需进行清洗、干燥处理(通常在烘箱内烘干),盘绕时要考虑回弹量。

电热丝与引线棒的焊接应点焊牢固,可考虑采用钎焊或氩弧焊等,焊点应有焊接熔池,无假焊或焊穿

电加热管制成后,可考虑在高于工作温度下状态下通电一段时间,对电热丝进行热处理,有助于延长电热丝的使用寿命。

氧化镁粉处理

购买后放置一段时间的氧化镁粉在使用前通常需进行干燥处理(通常在烘箱内进行)。

即使是防潮高温粉,在电加热管成型后还可能需要进行过炉排潮处理,温度、时间等需根据电加热管具体情况合理确定,但温度可能不高于350℃(高温改性氧化镁粉通常具有较好的防潮性能,具体排潮要求及参数可咨询生产商)。

退火

电加热管制作过程中的退火通常有缩管后外套管的去应力退火、弯管前退火等。

温度、时间参数允许时,去应力退火可考虑与氧化镁粉的排潮同时进行。

去应力退火通常在热处理炉中进行,出炉后管表面颜色应均匀一致,无花斑和表面氧化变黑现象。

弯管前退火要求温度较高时,需合理安排工序及退火方式,并考虑对电加热管其他材料选择的影响(如电热丝,铁铬铝丝工作温度可达1400,但相对较脆,高温下可能与氧化镁粉有反应;镍铬丝柔韧性好,有较好的抗氧化性,但价格高于铁铬铝丝数倍)

装粉及缩管

装粉通常在震动台上进行,外套管与粉斗随震动台震动,带星形脚的导管随装粉高度不断提起(导管使电热丝保持在管中央),氧化镁粉装满后管子端部需装上工艺塞。

震动式装粉的装填密度可达2.32.5g/cm3,装粉过程中不能使电热丝、引线棒等偏离中心,电热丝无拉疏、拉断现象。

为进一步提高氧化镁粉的填充密度和当量热导率,通常需进行缩管处理。使填充密度从初始填充密度2.5g/cm3左右提高到3.0g/cm3以上。

缩管的方法很多,如用拔管机拔细、用轧滚轮滚压等。

加工设备

电加热管制作过程中常用的装粉机、缩管机、翅片绕片机、弯管器等设备如下。

其他

电加热管制作完成后需进行系统的性能测试,除上一篇中的相关性能外,也可能约定更多性能要求,如干烧、急冷、耐压参数等。

如干烧试验,可约定在额定电压干烧8小时,自然冷却后电气性能符合要求。

如浸水急冷试验,可约定额定功率干烧5分钟,浸水急冷,30个循环后,耐压大于1500VAC/3s,绝缘电阻大于约定值。

如耐电压试验,可约定耐压值为2500~3000V等。

此外,产品的用途不同,对产品性能的要求也有所不同,如对民用电加热管,4088-99标准对安全性等方面具有更严格的规定。

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