太阳能集热器吸热板的超声波焊接应用事项

平板太阳能集热器是一种重要的太阳能热利用设备，其吸热板在很大程度上决定集热器利用太阳能以及维持这种性能长期性的能力，吸热板性能以选择结构材料和制造工艺为基础，是决定集热器性能优劣的重要因素。铜铜管－铜翅吸热板虽有良好的热性能和抗腐蚀性能，但制造成本相对偏高；铝是一种热性能较好的材料，但水中氯化物的存在会加速铝的点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀和缝隙腐蚀，因此一般认为它不宜作为流道材料。铜铜管－铝翅吸热板具有较好的性能价格比，其管板焊接可以采用超声波焊接工艺。

太阳能集热器吸热板是吸收太阳辐射能并将其传递给流道的器件。图8．16是典型的管板结构的吸热板，图中W、D、6分别为流道管间距、管直径和翅片厚度。

吸热板芯条的结构见图8．17。为了减小翅片和流道的结合热阻，在流道轴向与翅片接触部位实施焊接。它是一种搭接接头，具有以下特点。

①壁薄、翅片和流道厚度均在0．5mm以下。

②焊缝长，其长度L为2～2．5m。

③为异种金属焊接，流道材质为T3纯铜，翅片材质为L5工业纯铝（1200），Cu、Al两种材料均具有高导热和高导电性，它们之间容易生成脆性金属间化合物，焊接性差

①焊件工作时，介质在流道中加热流过，翅片只起吸收传导热的作用，对焊接接头强度和密封性要求不高。

Al与Cu采用超声波焊接，由于焊件不通电，不加外热源，焊接过程中不出现宏观的气相和液相，因而不致出现任何铸态熔核，也不会发生熔融金属的喷溅；同日时焊接区金属的物理和力学性能不发生宏观变化，其焊接接头的静载强度和疲劳强度都比较高，且稳定性好太阳能集热器吸热板超声波焊的工艺参数见表8．7。

焊后进行金相分析，太阳能集热器吸热板超声波焊接接头没有出现Cu－Al脆性化合物，焊缝没有产生裂纹等缺陷，其力学性能和导电性均符合产品的使用要求。

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