一种变压器用散热器的均流平低应变散热片及制造方法

技术领域

本发明涉及变压器用散热器加工制造技术领域，特别提供一种变压器用散热器的均流平低应变散热片及制造方法。

背景技术

在运行中的油浸式变压器使用寿命要长于散热器的使用寿命，影响散热器使用寿命有两个主要因素，其一为散热器散热片的应力集中部位的疲劳寿命，其二为散热器散热片的防腐寿命。

片式散热器的散热片是变压器用散热器的主要部件，但基于其结构原因，现有片式散热器的散热片油道均存在棱角部位的应力集中问题，变压器用散热器工作时，由于散热片难以避免受环境及变压器油的温度变化影响所产生的长期无规律的热胀冷缩物理现象，这种物理现象导致散热片油腔两侧散热单片的油道部分向油腔内外做收缩膨胀运动，这种收缩膨胀运动导致散热片应力集中的油道棱角部位的疲劳强度大大降低，另外变压器运行时产生的震动也会降低散热器的疲劳强度，长期的疲劳强度下降对散热片应力集中的油道棱角部位会造成破坏和缩短疲劳寿命；同时散热器散热片的油道棱角部位与中部焊道部位会形成夹角很大的陡坡，这种陡坡使中部焊道部位与相邻的两油道棱角部位形成散热器在淋漆工艺中的急变流区，在淋漆工艺时，这种急变流区形成的漆膜与渐变流区或均匀流区的漆膜厚度相差较大，且急变流区为淋漆工艺中漆膜最薄的部位，漆膜厚度检验标准往往以最薄处为测量标准，如漆膜最薄处要达到技术标准值，则淋漆工艺中其它部位必然要比均匀流区和渐变流区的漆膜厚度厚很多，漆膜厚度过厚很容易出现流挂、不干、针孔、起泡、溶剂残留等漆膜弊病，其弊病同时降低散热器的防腐寿命。

本发明有效解决以上两大主要降低散热器使用寿命的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种变压器用散热器的均流平低应变散热片及制造方法。这种散热器用均流平低应变散热片的制造方法是将散热片上的油道与焊道过渡相连的部分制作成过渡弧形曲线形状，其过渡弧形曲线形状在散热单片上的依次排列顺序为：周边焊道与弧形应力集中B区过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区；弧形应力集中A区与油道主型线过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区；油道主型线与弧形应力集中A区过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区；弧形应力集中B区与中部焊道过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区；按以上制作方法加工成散热单片后；转入散热器制作的其他工序，直至完成散热器的淋漆前所有工序后；再转至表面淋漆工序，此工序将散热器的散热片宽度方向垂直于水平面，且挂装在淋漆工序相应位置，以上部的周边焊道开始依次向下的首淋区、均匀流区、渐变流区、末淋区，其淋漆工序均匀流区与渐变流区为交替设置，采用淋漆方式施工直至完成散热器的本次淋漆工序，再转入淋漆后的流平工序。

本设计的均流平低应变散热片的散热单片上的油道主型线与焊道过渡相连的型线为弧形曲线；焊道与油道过渡相连的弧线，为弧形应力集中A区；弧形应力集中A区的弧线与油道主型线过渡连接的弧线，为弧形应力集中B区；弧形应力集中A区、弧形应力集中B区与油道主型线构成散热单片油道型线结构a；上述油道型线与焊道过渡相连的型线设计成弧形曲线结构，使散热片所有棱角及尖角的应力集中部位形成弧形曲线形状，且因本设计对弧形曲线的曲率半径进行了优化，所以此形状能有效地缓解材料内部应力集中并提高散热片应力集中部位的疲劳寿命，分散应力集中的同时有效降低了由应变而引起的变形。

本设计的特征区别于油道型线结构a的是油道主型线位置截面上形成向油道内侧方向弯曲的弧形曲线，其弧线为弧形应力集中C区，且与两相邻弧形应力集中B区(15)的型线过渡相连。所述弧形应力集中A区、弧形应力集中B区与弧形应力集中C区构成散热单片油道型线结构b；本设计不但有效地缓解材料内部应力集中并提高散热片应力集中部位的疲劳寿命，由于弧形应力集中C区为向油道内侧方向弯曲的弧形曲线的设计，起到了有效提高散热片的平直度和机械强度的效果。

原散热片经过中间焊道点焊、周边焊道缝焊等工序后需通过校形工序方可达到后序生产标准所需的平直度，但很不稳定；由于本设计散热片降低了由应变而引起的变形，所以在实践验证中不需通过校形工序即可达到或高于生产标准所需的平直度，并通过中心距1800mm，片宽520mm，板厚1.0mm样件实测得出散热片数据，散热片的整体翘曲度和单侧长边直线度均可达到＜2‰；由于散热片平直度的提高使散热器的加强筋数量减少，以中心距2200mm,片宽520mm，片数32片的散热器做实践验证，原设计为每组需12根加强筋，本设计在应用粉末、湿涂漆或KTL底漆的产品中加强筋数量每组仅需6根，在热浸镀锌产品中每组需10根。

本设计的两散热单片对置焊接组成的均流平低应变散热片，其周边焊道、弧形应力集中A区、弧形应力集中B区外部为首淋区或末淋区；油道主型线外部或弧形应力集中C区外部为均匀流区；中部焊道和两侧的弧形应力集中A区、弧形应力集中B区外部为渐变流区；原散热片油道部位与焊道部位相连接处均为极小的圆角、棱角或尖角且两者形成较小的夹角，由于本设计的散热片油道部位与焊道部位过渡相连的型线均为弧形曲线结构，使散热片整体无急变流区，确保散热器在淋漆工艺和固体粉末喷涂工艺的物理自然流平过程中起到涂漆漆膜厚度达到均匀状态的最佳效果，且减少了阻挡溶剂挥发的效果。

为实现上述目的本发明的技术方案为，一种变压器用散热器的均流平低应变散热片，其散热片1由两个散热单片2对置后，周边贴合处及中部贴合处焊接组成，其散热单片2包括：

分流槽3，其对置组成散热片的带有进油口4的分流腔5，其分流腔5用于散热片1油进入和分流到油道内；

汇流槽6，其对置组成散热片的带有出油口7的汇流腔8，其汇流腔8用于对散热片1油道中的油汇流和流出；

油道9，其对应对置后构成油腔10；

周边焊道11，为两散热单片2对置的周边贴合处，用于两散热单片相互之间的连接密封焊接；

中部焊道12，为两散热单片2对置的中部贴合处，用于两散热单片相互之间的连接加固焊接；

该均流平低应变散热片其特征在于，

本设计的，均流平低应变散热片的散热单片2上的油道主型线13与焊道过渡相连的型线为弧形曲线；

所述焊道与油道9过渡相连的弧线，为弧形应力集中A区14；

所述弧形应力集中A区14的弧线与油道主型线13过渡连接的弧线，为弧形应力集中B区15；

所述弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15与油道主型线13构成散热单片2油道型线结构a16。

所述油道型线结构b的特征区别于油道型线结构a16的是油道主型线13位置截面上形成向油道9内侧方向弯曲的弧线，其弧线为弧形应力集中C区17，且与两相邻弧形应力集中B区15的型线过渡相连；

所述弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15与弧形应力集中C区17构成散热单片2油道型线结构b18。

所述两散热单片2对置焊接组成的均流平低应变散热片，其周边焊道11、弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为首淋区19或末淋区20；油道主型线13外部为均匀流区21；中部焊道12和两侧的弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为渐变流区22。

本设计的，两散热单片2对置焊接组成的均流平低应变散热片，其周边焊道11、弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为首淋区19或末淋区20；弧形应力集中C区17外部为均匀流区22；中部焊道12和两侧的弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为渐变流区22。

一种变压器用散热器的均流平低应变散热片的制造方法，所述均流平低应变散热片的散热单片2上的油道9与焊道过渡相连的部分制作成过渡弧形曲线形状，其过渡弧形曲线形状在散热单片2上的依次排列顺序为：

所述周边焊道11与弧形应力集中B区15过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区14；

所述弧形应力集中A区14与油道主型线13过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区15；

所述油道主型线13与弧形应力集中A区14过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区15；

所述弧形应力集中B区15与中部焊道过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区14；

所述按以上制作方法加工成散热单片2后；转入散热器制作的其他工序，直至完成散热器的淋漆前所有工序后；再转至表面淋漆工序，此工序将散热器的散热片1宽度方向垂直于水平面，且挂装在淋漆工序相应位置，以上部的周边焊道11开始依次向下的首淋区19、均匀流区21、渐变流区22、末淋区20，其淋漆工序均匀流区21与渐变流区22为交替设置，采用淋漆方式施工直至完成散热器的本次淋漆工序，再转入淋漆后的流平工序。

本发明具有以下有益的效果：

(1)改善散热器散热片应力集中现象，并提高其疲劳寿命和使用寿命；

(2)由于应力集中的改善，使散热片未经校形工序即达到或高于生产标准所要求的平直度，节省校形设备成本及校形工时成本，平直度的提高为后序实现自动化生产提供了有利的技术条件；

(3)由于散热片平直度的提高使散热器的加强筋数量减少，尤其应用粉末、湿涂漆或KTL底漆的产品中加强筋数量减少的更多，加强筋数量减少同时缩短了散热器的制作时间，且减少了焊接加强拉筋所带来的焊接及涂漆工序难以避免的隐患。

(4)使散热器散热片的漆膜厚度整体均匀，同时提高散热器的防腐寿命，减少涂漆次数同时降低涂料成本；

(5)本发明散热片制成的散热器无论是粉末、镀锌、湿涂漆或KTL底漆的工艺中，都会比现有散热器涂层附着力更高；

综上所述本发明散热器散热片大大提高了散热器的使用寿命同时降低了变压器散热器产品的经济成本，同时为本行业绿色环保施工提供了有利的技术条件。

附图说明

图1为本发明散热片的轴测示意图；

图2为本发明油道型线结构a的散热单片正视图；

图3为本发明油道型线结构a的散热单片片型截面图；

图4为本发明油道型线结构a的散热片油腔截面图；

图5为本发明油道型线结构b的散热单片片型截面图；

图6为本发明油道型线结构b的散热片油腔截面图；

图7为现有常见散热单片片型截面图；

图8为现有常见散热片油腔截面图；

图9为另一种现有常见散热单片片型截面图；

图10为另一种现有常见散热片油腔截面图；

图11为本发明油道型线结构a和油道型线结构b的散热片在淋漆工序中分区示意图；

图12为两种现有常见散热片在淋漆工序中分区示意图；

图中：1，散热片；2，散热单片；3，分流槽；4，进油口；5，分流腔；6，汇流槽；7，出油口；8，汇流腔；9，油道；10，油腔；11，周边焊道；12，中部焊道；13，油道主型线；14，弧形应力集中A区；15，弧形应力集中B区；16，油道型线结构a；17，弧形应力集中C区；18，油道型线结构b；19，首淋区；20，末淋区；21，均匀流区；22，渐变流区；23，急变流区；24，非弧形应力集中A区；25，非弧形应力集中B区；26，现有油道型线结构；27，另一种现有油道型线结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，一种变压器用散热器的均流平低应变散热片，其散热片1由两个散热单片2对置后，周边贴合处及中部贴合处焊接组成，其散热单片2包括：

分流槽3，其对置组成散热片的带有进油口4的分流腔5，其分流腔5用于散热片1油进入和分流到油道内；

汇流槽6，其对置组成散热片的带有出油口7的汇流腔8，其汇流腔8用于对散热片1油道中的油汇流和流出；

油道9，其对应对置后构成油腔10；

周边焊道11，为两散热单片2对置的周边贴合处，用于两散热单片相互之间的连接密封焊接；

中部焊道12，为两散热单片2对置的中部贴合处，用于两散热单片相互之间的连接加固焊接；

以上所述为现有散热器散热片和本发明散热器散热片的共有特征。

本发明均流平低应变散热片其特征在于，

如图1、3所示，均流平低应变散热片的散热单片2上的油道主型线13与焊道过渡相连的型线为弧形曲线；本设计对弧形曲线的曲率半径进行了优化，所以此形状能有效地缓解材料内部的应力集中，降低了由应变而引起的变形，从而提高散热片应力集中部位的疲劳寿命；

如图7、8所示，现有油道型线结构26中非弧形应力集中A区24和如图9、10所示另一种现有油道型线结构27中非弧形应力集中A区24、非弧形应力集中B区25，均为极小的圆角、棱角或尖角。

如图3所示，焊道与油道9过渡相连的弧线，为弧形应力集中A区14；

所述弧形应力集中A区14的弧线与油道主型线13过渡连接的弧线，为弧形应力集中B区15；

所述弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15与油道主型线13构成散热单片2油道型线结构a16。

如图5所示，油道型线结构b的特征区别于油道型线结构a16的是油道主型线13位置截面上形成向油道9内侧方向弯曲的弧线，其弧线为弧形应力集中C区17，且与两相邻弧形应力集中B区15的型线过渡相连；

所述弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15与弧形应力集中C区17构成散热单片2油道型线结构b18。

如图11所示，两散热单片2对置焊接组成的均流平低应变散热片，其周边焊道11、弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为首淋区19或末淋区20；油道主型线13外部为均匀流区21；中部焊道12和两侧的弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为渐变流区22。

如图11所示，两散热单片2对置焊接组成的均流平低应变散热片，其周边焊道11、弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为首淋区19或末淋区20；弧形应力集中C区17外部为均匀流区22；中部焊道12和两侧的弧形应力集中A区14、弧形应力集中B区15外部为渐变流区22。

如图12所示，现有油道型线结构26的散热片和另一种现有油道型线结构27的散热片油道9与焊道间均存在较小夹角的陡坡，其陡坡形成急变流区23，涂漆经过急变流区23时由于重力和惯性的影响导致漆膜厚度较薄，形成散热片表面漆膜不均的情况。

如图1～6、11所示，一种变压器用散热器的均流平低应变散热片的制造方法，所述均流平低应变散热片的散热单片2上的油道9与焊道过渡相连的部分制作成过渡弧形曲线形状，其过渡弧形曲线形状在散热单片2上的依次排列顺序为：

所述周边焊道11与弧形应力集中B区15过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区14；

所述弧形应力集中A区14与油道主型线13过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区15；

所述油道主型线13与弧形应力集中A区14过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中B区15；

所述弧形应力集中B区15与中部焊道过渡连接的部分制作成过渡弧形曲线的弧形应力集中A区14；

如图11所示，按以上制作方法加工成散热单片2后；转入散热器制作的其他工序，直至完成散热器的淋漆前所有工序后；再转至表面淋漆工序，此工序将散热器的散热片1宽度方向垂直于水平面，且挂装在淋漆工序相应位置，以上部的周边焊道11开始依次向下的首淋区19、均匀流区21、渐变流区22、末淋区20，其淋漆工序均匀流区21与渐变流区22为交替设置，采用淋漆方式施工直至完成散热器的本次淋漆工序，再转入淋漆后的流平工序。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。