CN104095520A - 具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺，包括具有容纳腔的铝锅体和通过焊接工艺复合在铝锅体的底部外侧面上的不锈钢片；铝锅体与不锈钢片之间采用如下焊接工艺：（1）准备待焊接的不锈钢片和铝锅体，其中不锈钢片是400系列的铁素体不锈钢；在不锈钢片和铝锅体之间设置焊料；（2）在不锈钢片的外侧设置外导热靠板，在铝锅体的内侧设置内导热靠板，外导热靠板和内导热靠板同时都是45号碳素钢材质，并且外导热靠板的厚度大于内导热靠板的厚度；（3）通过设备对外导热靠板和内导热靠板加压和加热，压力值大于7.5kgf/cm2,加热温度使不锈钢片的内侧能够熔融。这样不仅能够提高焊接温度的升速，也能够大大提高不锈钢片与铝锅体之间的复合焊接后的结合力。
Description
技术领域
本发明涉及具有不锈钢复合锅底的铝锅产品，特殊是涉及该种锅具的制造工艺。
背景技术
现有的复合锅具，一般采用铸造成型，但也有采用焊接成型的工艺制造的案例。在现有技术中在不锈钢锅体的外侧焊接铝板的工艺已经比较成熟，但是倒过来在铝锅体的底部外侧焊接不锈钢片特别是400系列的铁素体不锈钢（也称不锈铁）的工艺却至今没有人解决。我们检索相关专利文献发现如申请号为201120406816.6的实用新型专利，披露将不锈钢片焊接在铝锅体底部的结构，但是并未披露如何焊接的方法，为此无法得知其焊接强度是否符合使用的需要。
发明内容
经过我们的大量实验，在焊接采用的不锈钢材质、外导热靠板和内导热靠板的材质及其厚度、加热温度、加压的压力等任何的一个方面的改变，都将影响焊接的质量，针对现有技术的不足，本发明提出一种涉及具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺，包括具有容纳腔的铝锅体和通过焊接工艺复合在所述铝锅体的底部外侧面上的不锈钢片；其特征在于，所述铝锅体与不锈钢片之间采用如下焊接工艺：
（1）准备待焊接的不锈钢片和铝锅体，其中不锈钢片是400系列的铁素体不锈钢；在不锈钢片和铝锅体之间设置焊料；
（2）在不锈钢片的外侧设置外导热靠板，在铝锅体的内侧设置内导热靠板，所述外导热靠板和内导热靠板同时都是45号碳素钢材质，并且所述外导热靠板的厚度大于所述内导热靠板的厚度；
（3）通过设备对所述外导热靠板和内导热靠板加压和加热，压力值大于7.5kgf/cm2,加热温度使不锈钢片的内侧能够熔融。
其中所不锈钢片采用的400系列的铁素体不锈钢，也称不锈铁，导热性能比奥氏体好，热膨胀系数比奥氏体小，耐热疲劳，焊缝部位的机械性能也比较好。在具体加工时可以采用高频压力焊接机实施焊接。
其中，所述压力在物理学上称之为“压强”，指垂直作用在单位面积上的力。
根据上述技术方案，由于其采用了45号碳素钢材质作为所述外导热靠板31和内导热靠板32，由于45 号碳素钢含碳量高于A3 钢，其不仅硬度优于A3 钢，而且我们还发现其在受压加热的情况下导热性能也优于A3 钢，经过反复试验发现，在设定的加热功率下和压力下，45号碳素钢材质的板体的导热速度比A3钢提高了大约15秒到25秒左右，但这种加热速度的提高对需要加热的焊接过程来说非常重要，至少减少了不锈钢片及铝锅体的表面的氧化深度，从而便利于后续的外表面喷涂，金属表面的氧化层越深喷涂效果越差。其次由于所述外导热靠板的厚度大于所述内导热靠板的厚度，为此使所述不锈钢片的升温速度与所述铝锅体的升温速度同步，或者大大加快了不锈钢片相对于铝锅体的加热速度。当然为了能够达到同样的升温效果，还可以在所述外导热靠板上设置更大功率的加热装置。另外，由于对所述外导热靠板和内导热靠板施加的压力值大于7.5kgf/cm2，甚至可以提高到7.8kgf/cm2到8.2kgf/cm2之间，远远大于铝片复合焊接在不锈钢锅外侧使用的大约6kgf/cm2的压力，这样不仅能够提高焊接温度的升速，也能够大大提高所述不锈钢片与铝锅体之间的复合焊接后的结合力。
进一步的技术方案还可以是，在所述步骤（1）中配备不锈钢片时，事先在不锈钢片的内侧设置多个凸起，这样能够再次提高不锈钢片与铝锅体之间的复合焊接后的结合力；并且在焊接开始时也能够利用多个凸起之间的间隙空间收藏焊料，让焊料不易外流。其中所述凸起可以均匀地分布在不锈钢片的内侧，而所述凸起可以采用滚压或冲压的方式形成。
进一步的技术方案还可以是，在所述步骤（1）中配备铝锅体时，事先在铝锅体的底部外侧面上设置有与所述不锈钢片上的凸起适配的小凹陷；这样，借助所述凸起和所述小凹陷的结合，增加所述铝锅体和所述不锈钢片之间的复合焊接后的结合力和熔接面积。其中，所述事先在铝锅体的底部外侧面上设置小凹陷，也可以解读为事先在铝锅体的底部外侧面上设置的是小凸起，因为凸起是凹陷在铝锅体底面上是相对的结构。
进一步的技术方案还可以是，在所述步骤（1）中设置焊料时，将所述焊料配置在所述小凹陷内。这样，能够利用所述小凹陷首先收纳焊料，便于涂覆焊料的过程。
进一步的技术方案还可以是，在所述步骤（1）中配备铝锅体时，事先在铝锅体的底部外侧面上设置有与所述不锈钢片适配的凹坑，所述凹坑的深度小于不锈钢片的主体厚度。这样能够借助于所述凹坑对不锈钢片予以定位，并且复合焊接后，能够将所述不锈钢片冲压到所述凹坑内并与所述铝锅体外表面平齐，这样能够借助往外融化的不锈钢片对所述凹坑起收口的作用，与所述凹坑结合得更牢靠。
在所述步骤（1）中设置焊料时，将所述焊料配置在所述凹坑内。这样，由于焊料一般先于不锈钢片融化，为此所述凹坑也能在焊料融化的过程中使焊料不会流出到铝锅体的侧边。另外，能够利用所述凹坑首先收纳焊料，便于涂覆焊料的过程。
进一步的技术方案还可以是，在配备加热器时，对所述外导热靠板予以加热的加热功率大于对所述内导热靠板予以加热的加热功率，这样能够大大提高铝锅体表面钝化的速度。
进一步的技术方案还可以是，所述外导热靠板的厚度为8到10毫米，所述内导热靠板的厚度为6到7毫米。其中，所述外导热靠板或内导热靠板的厚度数值的选择，是指它们的主要工作区域的厚度，并不排斥为了将所述外导热靠板或内导热靠板与定位模具相互定位而需要在所述外导热靠板或内导热靠板的局部区域设置连接或定位装置而使所述外导热靠板或内导热靠板的这个局部区域的厚度大于上述数值。
进一步的技术方案还可以是，施加给所述外导热靠板和所述内导热靠板的压力为7.8kgf/cm2到8.2kgf/cm2。
进一步的技术方案还可以是，焊接完成后，再用车削加工的方法将铝锅体的外侧面予以找平。即将所述铝锅体的外侧面所存在的凹凸不同的部位车削加工为平滑的外表面。
由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺中。
附图说明
图1 是应用本发明技术方案的具有不锈钢复合锅底的铝锅具的剖面结构示意图；
图2 是不锈钢片、铝锅体放置在外导热靠板31和内导热靠板32之间的示意图；
图3 是铝锅体的剖面结构示意图；
图4 是不锈钢片的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对应用本发明技术方案的具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺作进一步的说明。
如图1所示，是具有不锈钢复合锅底的铝锅结构示意图，包括具有容纳腔的铝锅体1和通过焊接工艺复合在所述铝锅体1的底部外侧面11上的不锈钢片2。为了把所述不锈钢片2焊接复合到所述铝锅体1的底部外侧面11上，我们采用如下焊接工艺：
第一步：准备待焊接的不锈钢片2和铝锅体1，在不锈钢片2和铝锅体1之间设置焊料（图中未画出），其中不锈钢片2是400系列的铁素体不锈钢。
其中，如图4所示，在配备所述不锈钢片2时，所述不锈钢片2采用的400系列的铁素体不锈钢，也称不锈铁，导热性能比奥氏体好，热膨胀系数比奥氏体小，耐热疲劳，焊缝部位的机械性能也比较好。在具体加工时可以采用高频压力焊接机实施焊接。另外，还需要事先在所述不锈钢片2的内侧设置均匀分布的多个凸起21，而所述凸起21可以采用滚压或冲压的方式形成。这样借助所述凸起21能够再次提高所述不锈钢片2与所述铝锅体1之间的复合焊接后的结合力；并且在焊接开始时也能够利用多个凸起21之间的间隙空间收藏焊料，让焊料不易外流。
其中，如图3所示，在配备所述铝锅体1时，事先在所述铝锅体1的底部外侧面11上设置有与所述不锈钢片2适配的凹坑12，所述凹坑12的深度小于所述不锈钢片2的主体厚度。这样能够借助于所述凹坑12对所述不锈钢片2予以定位，并且复合焊接后，能够将所述不锈钢片2冲压到所述凹坑12内并与所述铝锅体1外表面平齐，这样能够借助往外融化的不锈钢片2对所述凹坑12起收口的作用，与所述凹坑12结合得更牢靠。其次由于焊料一般先于所述不锈钢片2融化，为此所述凹坑12也能在焊料融化的过程中收藏所述焊料使其不会流出到所述铝锅体1的侧边。另外，为了能够进一步增加所述铝锅体1和所述不锈钢片2之间的复合焊接后的结合力和熔接面积，也为了提高收纳焊料的便利性，在所述铝锅体1的底部外侧面11上事先还设置有与所述不锈钢片2上的凸起21适配的小凹陷13。
其中，在设置焊料时，将所述焊料配置在所述凹坑12和所述小凹陷13内。这样能够利用所述凹坑12和所述小凹陷13首先收纳焊料，便于涂覆焊料的过程。
第二步：在所述不锈钢片2的外侧设置外导热靠板31，在所述铝锅体1的内侧设置内导热靠板32，所述外导热靠板31和内导热靠板32同时都是45号碳素钢材质，并且所述外导热靠板31的厚度大于所述内导热靠板32的厚度。
其中，优选地，所述外导热靠板31的厚度为8到10毫米，所述内导热靠板32的厚度为6到7毫米。所述外导热靠板31和内导热靠板32的外侧面是平滑工作面，而且分别与不锈钢片2的外侧面、铝锅体1的内侧面适配。
第三步：通过设备对所述外导热靠板31和内导热靠板32加压和加热，压力值大于7.5kgf/cm2,加热温度使不锈钢片2的内侧能够熔融。
其中，在配备加热器时，对所述外导热靠板31予以加热的加热功率大于对所述内导热靠板32予以加热的加热功率，这样能够大大提高所述铝锅体1表面钝化的速度。另外，根据实际情况，还可以对所述外导热靠板31和所述内导热靠板32所施加的压力作适当的调整，优选的调整范围可以为7.8kgf/cm2到8.2kgf/cm2之间。
根据上述技术方案，由于其采用了45号碳素钢材质作为所述外导热靠板31和内导热靠板32，由于45 号碳素钢含碳量高于A3 钢，其不仅硬度优于A3 钢，而且我们还发现其在受压加热的情况下导热性能也优于A3 钢，经过反复试验发现，在设定的加热功率下和压力下，45号碳素钢材质的板体的导热速度比A3钢提高了大约15秒到25秒左右，这种加热速度的提高对需要加热的焊接过程来说非常重要，至少减少了所述不锈钢片2及所述铝锅体1的表面的氧化深度，从而便利于后续的外表面喷涂，金属表面的氧化层越深喷涂效果越差。其次由于所述外导热靠板31的厚度大于所述内导热靠板32的厚度，为此，使所述不锈钢片2的升温速度与所述铝锅体1的升温速度同步，或者大大加快了所述不锈钢片2相对于所述铝锅体1的加热速度。当然为了能够达到同样的升温效果，还可以在所述外导热靠板31上设置大功率的加热装置。另外，由于对所述外导热靠板31和内导热靠板32施加的压力值大于7.5kgf/cm2，甚至设置在7.8kgf/cm2到8.2kgf/cm2之间，这样不仅能够提高焊接温度的升速，也能够大大提高所述不锈钢片2与所述铝锅体1之间的复合焊接后的结合力。经试验发现，如果压力小于7kgf/cm2，所述不锈钢片2与铝锅体1之间的结合力基本上不能达到质量要求的结合力，长期使用非常容易脱落。
最后，焊接完成后，再用车削加工的方法将铝锅体1的外侧面予以找平。即将所述铝锅体1的外侧面所存在的凹凸不平的部位车削加工为平滑的外表面。
Claims (10)
1.具有不锈钢复合锅底的铝锅的制造工艺，包括具有容纳腔的铝锅体和通过焊接工艺复合在所述铝锅体的底部外侧面上的不锈钢片；其特征在于，所述铝锅体与不锈钢片之间采用如下焊接工艺：
（1）准备待焊接的不锈钢片和铝锅体，其中不锈钢片是400系列的铁素体不锈钢；在不锈钢片和铝锅体之间设置焊料；
（2）在不锈钢片的外侧设置外导热靠板，在铝锅体的内侧设置内导热靠板，所述外导热靠板和内导热靠板同时都是45号碳素钢材质，并且所述外导热靠板的厚度大于所述内导热靠板的厚度；
（3）通过设备对所述外导热靠板和内导热靠板加压和加热，压力值大于7.5kgf/cm2,加热温度使不锈钢片的内侧能够熔融。
2.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中配备不锈钢片时，事先在不锈钢片的内侧设置多个凸起。
3.根据权利要求2所述的制造工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中配备铝锅体时，事先在铝锅体的底部外侧面上设置有与所述不锈钢片上的凸起适配的小凹陷。
4.根据权利要求3所述的制造工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中设置焊料时，将所述焊料配置在所述小凹陷内。
5.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中配备铝锅体时，事先在铝锅体的底部外侧面上设置有与所述不锈钢片适配的凹坑，所述凹坑的深度小于不锈钢片的主体厚度。
6.根据权利要求5所述的制造工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中设置焊料时，将所述焊料配置在所述凹坑内。
7.根据权利要求1到6任一所述的制造工艺，其特征在于，在配置加热器时，对所述外导热靠板予以加热的加热功率大于对所述内导热靠板予以加热的加热功率。
8.根据权利要求1到6任一所述的制造工艺，其特征在于，所述外导热靠板的厚度为8到10毫米，所述内导热靠板的厚度为6到7毫米。
9.根据权利要求8所述的制造工艺，其特征在于，施加给所述外导热靠板和所述内导热靠板的压力为7.8 kgf/cm2到8.2kgf/cm2。
10.根据权利要求1到6任一所述的制造工艺，其特征在于，焊接完成后，再用车削加工的方法将铝锅体的外侧面予以找平。
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