1.9 常用的钎料波峰整流结构

1.9.1 设置钎料波峰整流结构的目的

通常由泵（特别是机械泵）在泵道中产生的钎料流，都是处于紊流状态，其中夹杂着大量的旋涡和翻滚运动。这样的流态，不仅沿程阻力损失大，而且若直接从喷嘴口喷出，波形将严重起伏不平，往往沿宽度方向出现高低不平现象，这样的钎料波峰是根本不能使用的。在泵道中设置流体整流结构的目的，就是要将泵道中流体的紊流状态整平为层流状态，以获得平稳的能满足焊接需要的钎料波峰形状，同时还能大幅度地降低泵道沿程中的流阻所造成的损失。

1.9.2 常见的整流结构

常见的整流结构从其作用原理可区分为阻尼型和分流型两种。

1.阻尼型

我们知道在管道中呈紊流状态的流体，其能量损耗是与流体流速的平方成正比。利用此原理，可以在泵道中设置一些阻尼结构，使泵道中流速快的流体能量损失也大，因而失速也大，减速效果也就越明显；而流速小的，因能量损失小，速度损失也小。这样一来各部分流体之间的速度差减小了，流态便向层流发展，从而达到整平流速的目的。阻尼型整流结构应用最多的为板式、筛式、板筛复合式及迷宫型整流结构四种形式。

① 板式结构：即在泵道腔内的相对二相壁上设置两块整流板，如图1.19所示。此结构在意大利IEMME公司生产的MIDI SAL 250型波峰焊接机上采用。板式结构的优点是加工简便，对消除泵道腔内的旋涡效果较好。

图1.19 板式整流结构

② 筛式结构：即在喷嘴口下部设置1～2层有均匀小孔（φ2～φ3mm）的筛孔板，如图1.20所示。筛式结构整流效果更好，在日本日电计公司的机型上普遍采用。原美国HOLLIS公司机型上采用的“Z形”整流板也属于此类型。

③ 板筛复合式：筛式加工（打孔）非常费工，特别是当采用多层筛时尤其费劲，而板式加工特别简单。因此，为了简化制造过程，又能确保整平效果，可以采取在图1.19所示的整流板上方的适当位置处增设一层筛的复合整流方式，应用效果也非常理想。

图1.20 筛板式整流结构

④ 迷宫型整流结构：这是一种比较复杂的将紊流状态的钎料流体整平为层流状态的结构，如图1.21所示。这种结构的优点是整流效果非常理想，缺点是结构复杂、水力损失大。这种设计在早期的英国专利中应用较多，20世纪60年代我国研制的第一台机械泵波峰焊接机，也是采用这种结构。

图1.21 迷宫型整流结构

2.分流型

分流型流速整平技术在轴流泵式钎料波峰发生器中应用较多，这种结构大多设置在主泵道及靠近喷嘴的部位。常见的结构形式有导流片、方格栅和导流片-方格栅复合式三种。

① 导流片：导流片主要应用在主泵道（主流道）和泵腔的过渡段中，其主要作用是对主流道中的流体在进入过渡段时进行流量调配，使其在进入泵腔之前沿整个截面上流体流量变得均匀一些，以抑制钎料波峰出现高低不平的现象，如图1.22所示。

图1.22 导流片的设置

② 方格栅：这种设置在喷嘴口下部像口琴格子一样的方格栅，把喷嘴口下部的管道分隔成了无数的小方格，即将一个大截面的管道变成无数个小截面管道的组合，如图1.22所示。这种小格的截面形状可以是方形、长方形、蜂窝形或其他形状，每一个小管道的侧壁面积相等，即摩擦阻力是相等的。这样当流体流过这些小管道时，由于流速的不一样，所以沿程损失也是不一样的。速度大的流体能量损失大，速度衰减也大；而流速小的流体能量损失小，因而流体速度衰减也小。这样一来，在钎料流体由泵腔流向喷嘴的过程中，中间经过格栅的作用后，沿截面的速度分布变得更均匀，从而使进入喷嘴的钎料流呈层流状态。而且由于这种格栅的作用，使得泵腔内的旋涡和翻滚运动大大削弱或变得不可能，从而使得钎料波峰变得更平稳。这种整流结构在美国Electrovert公司的早期产品中应用较多。

图1.23 方格栅整流结构

③ 导流片-方格栅复合式：导流片-方格栅复合式，即在同一台钎料波峰发生器中两种方式同时采用，这样显然比单一应用效果要好得多。