太阳能加工工艺.ppt

太阳能加工工艺 一 产品基础知识 太阳热水器的定义 将太阳能转换为热能以加热水所需的部件及附件组成的完整装置 通常包括集热器 储水箱 支架 管道及其他部件 太阳热水器的工作原理 阳光照射到真空管上 光能被真空管内管外壁上的选择性吸收涂层所吸收 并转化为热能 内管里面的水被加热 水温升高后 密度变小 与水箱内的水形成对流 使水箱内的水温上升 水箱结构见图示 三水嘴 两水嘴 溢流管作用 排气及安全溢流排气管作用 正常情况下为排气 非承压 下置式水嘴B 上下水 可选用自动上水阀自控上下水 B A A 侧水嘴 特制多功能预留接口 可作为自动上下水嘴使用 使用时应封堵下置式水嘴B 亦可用于连接外置浮球箱 实现自动上水 另外可做为热水工程预留接口 以及不宜采用下置式水嘴时使用 二 加工工艺流程 工艺 使各种原材料 半成品成为产品的方法和过程 工作的艺术 热水器的加工主要经过 下料冲压焊接表面处理保温总装成品入库主要通过剪板机剪为条料用于加工支架 桶盖则为压力机落料 铝合金下料工序主要是用切铝机加工 下料工序的主要难度在于生产的计划性 CNC开卷线的高效性无法体现 必须优化派工程序 减少换卷时间 当然产品整合是第一位的 定尺寸板材的购进也是非常必要的 CNC购进时未充分考虑加工产品的规格 及加工板材的规格 造成设备利用功能闲置 纵剪功能丧失 桶盖落料考虑到材料的利用率 目前只能采用卷板压力机人工加工 1 机加工车间主要加工流程 工序 一个或一组工人 在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程 机加工车间主要加工支架与水箱用件 加工工序主要有冲压 弯曲 拉延 冲压 使板料经分离或成形而得到制件的加工方法 1 机加工车间主要加工流程 现加工产品主要分热尊系列 热星系列 强能系列 力能系列 小康系列加工的主要材料为 SUS304 Q215A 镀铝锌板 316L SUS304相当于国家牌号0Cr18Ni9 316L相当于国家牌号0OCr17Ni14Mo2 29 36支内胆为0 6mm厚不锈钢 力能180和小康系列为0 4mm厚不锈钢 其系列产品为0 5mm厚不锈钢 锌彩板支架 210产品 192屋脊为2mm镀锌板 其余产品为1 5mm镀锌板 外盖为0 5mm 外皮为0 5mm镀铝锌板 1 机加工车间主要加工流程 按水箱配置分主要有 550 450 550 430 550 415 520 430 520 415 520 383 500 415 500 400 500 383 480 400 480 383 480 360 从真空管长度分1 6米 47 58 与1 8米 58 1 92米 58 2 1米 58 按度数分有42 50 45 33 1 机加工车间主要加工流程 支架主要组成工件有 尾座 支腿 前后横框 左右竖框 拉杆 加强角 前后鞋 桶托 支架类工件先冲孔后折弯 鞋类及加强角类 桶托类 支腿类工件为落冲 模具成型 水箱的主要组成工件有 内外桶皮 内外桶盖 内外桶盖落料后液压成型 外盖切边 内外桶皮冲压加工后转焊接或表面 保温车间进行后续加工 镀锌板支架加工工艺流程 开卷下料 设备 CNC开卷线将成卷的卷板 根据工艺要求开平后剪成一定尺寸的平板 剪板下料 设备 剪板机将平板剪成符合工件加工尺寸要求 支架冲孔 使用的设备为16T压力机 流水线式作业 支架折弯 下料 设备 100T折弯机 外桶盖 标电 加工工艺流程 落料 设备为 160T压力机用外桶盖落料模将镀锌卷板落成圆形的毛坯 材料厚度为 0 5mm 成型 设备 315T四柱液压机通过外桶盖成型模将圆形板料在液压作用下压制而成 车边 设备 切边机将边缘的直边部分修整并达到工艺尺寸 冲标电孔 设备 40T压力机冲安装标准电加热孔 1 机加工车间主要加工流程 1 典型工件内桶皮加工流程 仓管下料 冲真空管孔 冲浮球孔 冲翻下置孔 浮球孔翻边 冲翻传感气孔 下置孔压平 传感气孔压平 真空管孔翻边外桶皮加工流程 仓管下料 冲翻真空管孔 冲翻浮球孔 冲翻下置孔 冲翻传感气孔 冲环带孔 折扣 蹋平 起鼓 接缝铆接 安装环带组件 2 焊接车间加工工艺流程 一 常见焊接方式二 电阻焊三 电阻焊机简介四 加工流程 一 常见焊接方式 电阻焊 手工电弧焊 钨极氩弧焊 熔化极气体保护焊 气焊与气割等 二 电阻焊1 原理 焊件通过电流后 利用焊接区电阻产生的热量使焊接区金属被加热到局部熔化或高温塑性状态 在外力的锻压作用下形成牢固接头的过程 2 电阻焊特点 2 1电弧焊是借助外部的电弧做热源 使焊件局部熔化 即从外部向工件传导热量 而电阻焊是利用工件通电时产生的内部电阻热做热源 加热焊件 且在外力作用下完成焊接过程 2 2一般熔化焊的焊缝是在常压下凝固结晶 而电阻焊的焊缝是在压力下凝固或聚合结晶的 具有锻压特征 3 电阻焊的优缺点3 1优点3 1 1热量集中 加热时间短 焊接变形小 3 1 2冶金过程简单 一般不需填充材料及熔剂 不需要保护气体 3 1 3能适应多种同种金属及异种金属的焊接 3 1 4工艺过程简单 易于实现机械化及自动化 上岗前不需要对焊工进行长期培训 TIG焊的工作原理 高频发生器 TIG焊接电源 直流或交流 钨极熔点 3410 开口夹套 喷嘴 氩气 电弧 填充焊丝 工件 TIG焊工作原理用非熔化钨极在氩气的保护下与工件间产生电弧 实施焊接 特点 焊接范围广 可适用0 3 以上不同板厚 作业性好 明弧操作 便于观察和控制熔池 焊接性能好 无飞溅 成型好 变形小 焊后修整简单 气体保护 不用药剂 无残留药剂的腐蚀问题 适用于各种结构 形状的全位置焊接 可焊接所有工业用金属 合金 与手工焊比 焊接成本较高 抗风能力差 设备较复杂 1 5TIG焊的特点 3 1 5焊接生产率高 成本低 3 1 6劳动环境较好 污染小 3 2 1设备复杂 且造价较高 一次投资费用大 三 电阻焊机简介1 电阻焊机 接触焊机 包括点焊机 凸焊机 缝焊机及对焊机 2 点焊机及缝焊机主要结构 加压机构 二次回路 阻焊变压器 机身 主电力开关 控制设备 功率调节机构 冷却系统 缝焊机还有使焊轮转动的传动机构 3 2缺点 3 2 2对影响强度的某些指标目前尚缺少简便 实用的无损检测手段 内胆的焊接工艺流程 内胆卷圆 焊接部位清洗 直缝焊 起筋 环缝焊 安装水嘴 试水检漏 吸水 转序 TIG 电阻焊 保证焊缝质量必需 翻边 承压内胆焊接 承压内胆材料为316L不锈钢 焊接方式主要为 氩弧焊 MIG焊 TIG焊 其材料优点为 1 含炭量低 0 03 2 合金加入了钼元素提高了抗晶间腐蚀能力 焊接方式优点 用惰性气体氩保护 适于焊接各类合金氩弧焊电弧稳定 飞溅少 焊缝致密 表面没有焊渣 成型美观 电弧和熔池区是气流保护 明弧可见 便于操作 容易实现全自动焊接电弧在气流压缩下燃烧 热量集中 熔池较小 焊接速度较快 因此焊接热影响区较窄 工件焊后变形小 承压内胆焊接工艺流程 领料 卷圆 清洗 直缝焊 TIG焊 焊挡水板 盒 TIG焊 校圆 上封头 环缝焊 MIG焊 角缝焊 MIG焊 焊水嘴 电加热螺母 MIG焊 安装 试水 入库 3 表面车间加工工艺流程 1 喷塑 加工工件为镀锌板材制件上件预脱脂脱脂水洗表调磷化水洗纯水洗纯水直喷烘干喷粉固化下件入库 锌彩板即为镀锌板喷塑 镀锌层被用来做为牺牲性保护层 镀层优先被腐蚀 0 02mm的镀锌层在工业大气中保护铁件2 10年 在清洁大气中为20 25年 镀锌层提高了涂层与与铁基体的亲和力 大大提高了涂层与铁基体的结合强度 喷粉涂层的作用 装饰 防护 耐水 耐油 耐腐蚀 耐酸碱 同时可降低导电性 提高热水器安全性 4 保温车间加工工艺流程 本课程主要内容 太阳热水器保温材料发展史与聚氨酯保温材料性能聚氨酯生产设备热水器保温生产工艺热水器保温材料常见缺陷 太阳热水器保温材料发展史 太阳热水器保温材料随着太阳热水器的发展经历了以下变迁 矿渣棉 玻璃棉 珍珠岩聚苯乙烯泡沫塑料聚氨酯玻璃棉强度低 耐水性差 珍珠岩成型性差 聚苯乙烯耐温性差 聚氨酯具有良好耐温 耐水 易成型 强度好等特点 成为目前最常用的保温材料 聚氨酯基本知识 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称 符号 PU 聚氨酯是由二元或多元异氰酸酯与多元醇化合物相互作用制得 聚氨酯特点 高强度 耐磨 耐溶剂 耐低温 聚氨酯应用 塑料 橡胶 纤维 涂料 粘合剂 人造革 我厂使用聚氨酯泡沫塑料作为水箱保温材料 聚氨酯构成 聚氨酯由异氰酯与组合聚醚反应制得 异氰酸酯俗称黑料 组合聚醚俗称白料 二者反应生成物俗称发泡料 即外观为乳黄色泡沫 异氰酸酯牌号简介 异氰酸酯常用牌号为 5005 黑桶包装 原产地英国 主要用于冰箱 价格高 质量优 因起发力较大 不适于太阳热水器保温 44V20 红桶包装 原产美国 可用于热水器 价格较低 质量稍次 一般不用于热水器保温 M20S 红桶包装 原产德国 常用于热水器保温 价格适中 质量好 PM 200 烟台产 常用于管道保温 组合聚醚 组合聚醚均为国产 我厂使用青岛成阳与淄博东大 组合聚醚成分如下 基础聚醚 缩写PPG 约占60 为主要成分 催化剂 缩写CAT 其稳定性影响料性 泡沫稳定剂 硅油 发泡剂 F11 141b 1 密度 密度是聚氨酯泡沫塑料的一项重要性质 据资料介绍 冰箱用密度为30kg m3左右 建筑用板材为30kg m3以上稍大一点 非承重的设备与管道为30 40kg m3 埋于地下管道受负荷选用60kg m3 考虑到太阳热水器工作环境为室外 内外使用温差可达100 以上 故密度选为为40 49kg m3范围内 2 压缩强度 压缩强度 硬泡的压缩强度与配方和泡孔方向 密度有关 一般定义压缩样品10 时的应力 10为压缩强度 密度增大压缩强度提高 温度变化时 泡孔内气体由于膨胀或收缩造成泡孔内压力与外界大气压间的压差 若压缩强度小于此压差 则会变形 实验证明 泡孔内气体完全冷凝最大压差值不会超过0 1Mpa 因此 对于有实用价值的泡沫 压缩强度不应小于0 1Mpa 即密度至少应大于30kg m3 否则 温度变化时会产生尺寸变化现象 3 热导率 聚氨酯硬泡的导热系数由以下几个因素决定 泡孔内气体成分 降低密度后 气体成分无变化 对热导率无影响 老化 降低密度后 因泡孔壁变薄 老化性能有所降低 热导率稍受影响 密度 密度大于35kg m3时 随密度增加 热导率增大 低于35kg m3 热导率也增高 由于密度降低 开孔率增大且孔壁变薄 热导率与密度关系 4 尺寸稳定性 聚氨酯硬质泡沫塑料受冷或受热 尺寸和体积会发生一定变化 降低密度后 尺寸稳定性有所下降 但通过调整配方 可使尺寸稳定性保持在规定范围内 即70 48小时 1 20 24小时 1 5 蠕变 聚氨酯硬泡长期受力 将发生连续缓慢的形变 称之为蠕变 聚氨酯设备 聚氨酯发泡设备就是把料罐中的A B两种化学原料经过滤和计量按照一定的比例经过高压混合进行模具灌注的设备 目前我公司使用的设备是新加坡润英集团生产的进口高压数控发泡机组 是目前太阳能行业内最为理想的生产设备 此设备我们主要选用了GMA H40和GMA H100两个机型 能同时设定29组灌注程序 可对水箱进行一次性灌注 发泡 设备具有温控系统和搅拌系统 能最大程度地保证发泡质量 增强水箱的整体保温性能 设备构成 GMA H40和GMA H100型发泡机主要组成部分为储料系统 过滤系统 温控系统 搅拌系统 计量系统 液压控制系统 高低压换向阀 设备控制系统 安全保护系统 高压管道和高压混合头部分 另外配套单元还有信号传感系统 故障报警系统 液压站 冷水机 压力与温度设置与显示系统 电控系统和气动部分 热水器保温工艺 保温车间工艺流程 备内胆 外皮 内胆安装电加热 内胆覆膜 支模 预热 注料熟化 卸模 上盖 电加热接线 电加热检测 清理 打标 贴标 检验 水箱装箱印号 放支架 放配件出厂检验终检 入库 主要工艺参数 室温15 35 原料温度20 25 原料混合压力90 120BAR熟化温度45 60 内胆充气压力0 05MPa 太阳热水器保温层常见缺陷 1脱皮是指保温层与外皮分离的现象 其主要原因是外皮与发泡料接触的表面光滑 发泡料未完全固化 当发泡料温度与环境温度温差大时时由于发泡料的热胀冷缩引起脱皮 解决方法 保证环境温度 内胆覆膜 在不影响产品性能的情况下使内胆与发泡料脱离 2抽皮抽皮是指由于保温层与外皮粘接牢固 当发泡料收缩时使外