翅片管的制造过程是将翅片（肋片）与基管（光管）通过特定工艺连接起来，形成具有更大外表面积的强化换热管。其核心在于确保翅片与基管之间牢固、低热阻的连接。以下是几种主要的翅片管制造工艺及其详细过程：

一、 主流制造工艺

1. 高频电阻焊 (High Frequency Resistance Welding - HFRW)

原理： 利用高频电流的集肤效应和邻近效应，使钢带（翅片）边缘和钢管（基管）表面局部瞬间加热至塑性或熔化状态，在挤压辊压力下实现冶金结合。

过程：

备料： 准备符合要求的基管（通常为碳钢、不锈钢等）和钢带（翅片原材料）。

钢带成型： 钢带通过成型机被连续滚压成预设形状（L型、LL型、锯齿型等）的翅片。

穿管与定位： 基管穿过高频焊接机头，成型后的翅片带被精确地套在基管上。

高频加热与焊接：

翅片带的“脚部”（与管壁接触的部分）紧贴基管外壁。

高频电流通过电极（触头或感应圈）导入，集中在翅片脚部和基管接触的极微小区域。

该区域金属因电阻热迅速达到焊接温度（低于熔点，塑性状态或局部熔化）。

加压辊压： 在加热区域后方，一组或多组精密辊轮施加压力，将处于塑性状态的翅片脚部与基管表面牢固地挤压、锻合在一起，形成冶金结合焊缝。

冷却： 焊接后的翅片管自然冷却或强制冷却。

切割与检验： 按所需长度切割，并进行外观检查、尺寸检查、焊缝质量检查（如涡流检测、水压试验、拉力试验等）。

优点： 效率高、成本低、自动化程度高、连接强度高、热阻小。是目前应用最广泛的翅片管制造方法，尤其适用于钢-钢组合。

缺点： 主要适用于可导磁的金属材料（如钢），对铝、铜等非铁磁性材料应用受限（需特殊设计）；对基管和翅片的尺寸精度、表面清洁度要求高；存在热影响区。

2. 机械连接 (Mechanical Bonding)

缠绕式 (L-Foot / Knurled Fin):

原理： 将金属带（通常是铝带）边缘预先折弯成“L”形脚。利用缠绕机，在张力作用下将带材螺旋状紧密缠绕在基管（通常是铜管）上，同时通过滚轮将L形脚强力压入（或嵌入）管壁表面预先加工好的细密螺旋槽（滚花）中，形成机械互锁。

过程：

基管开槽： 基管外表面预先滚压出螺旋状细齿（滚花）。

铝带成型： 铝带边缘被预弯成L形。

缠绕与压嵌： L形铝带在张力下螺旋缠绕基管，同时专用压轮将L形脚强力压入基管的滚花槽内，实现紧密的机械咬合。

优点： 适用于铜管-铝翅片组合（利用铝的高导热和轻质、铜管的耐压耐腐蚀），无热影响区，成本相对较低。

缺点： 接触热阻比冶金结合稍大；对缠绕张力、压嵌力控制要求高；长期高温下或热循环频繁时，可能因热膨胀系数差异导致接触松弛。

镶嵌式 (Embedded Fin / G-Fin):

原理： 使用特制的“G”形铝带。缠绕时，利用机械力将G形带的“脚部”强行嵌入到较软的基管（通常是铝管）壁内。

优点： 全铝结构，无电化学腐蚀问题，重量轻。

缺点： 基管必须是较软的铝材；接触热阻较大；制造效率相对较低。

3. 钎焊 (Brazing)

原理： 将翅片（片状或套片）套在基管上，在翅片与基管接触界面放置（或预涂）熔点低于基材的钎料（如铝硅合金钎料、铜磷钎料等）。在保护气氛（如氮气）或真空炉中加热至钎料熔化温度以上、基材熔点以下。熔化的钎料在毛细作用下填充缝隙，冷却后凝固形成牢固的冶金结合。

过程：

备料与清洗： 严格清洗基管和翅片（套片或连续带），去除油污氧化膜。

装配： 将翅片（套片）按间距套在基管上，或将翅片带缠绕在基管上。在接触部位施加钎料（箔、膏、喷涂或预覆层）。

钎焊： 放入钎焊炉（连续炉或箱式炉），在保护气氛或真空下加热至钎焊温度并保温。

冷却与清理： 在保护气氛下冷却，取出后可能需清洗去除钎剂残留。

检验： 外观检查、泄漏测试（氦检等）、金相检查等。

优点： 可实现铝-铝、铜-铜、铜-钢、不锈钢-不锈钢等多种材料组合的冶金连接；连接强度高，热阻极小；适合制造复杂结构（如板翅式换热器）。

缺点： 工艺复杂，设备投资大，能耗高，成本高；对清洗、装配、钎焊工艺参数控制要求极其严格；存在钎料流失、熔蚀等缺陷风险。

4. 整体轧制/挤压 (Integral / Extruded Fin)

原理： 在单金属管坯（通常是铝、铜）外表面，通过特殊轧辊或模具进行冷挤压或热挤压，使管壁金属局部塑性变形，向外挤出形成连续的螺旋翅片。翅片与基管是一体成型的。

过程：

管坯准备： 选用合适的单金属（Al, Cu）管材。

轧制/挤压： 管材通过装有特殊孔型的轧辊组或模具，在辊轧或挤压力的作用下，管壁金属按模具形状被挤出，形成与基管同材质的翅片。

定径与切割： 可能需要进行定径矫直，然后切割成所需长度。

优点： 翅片与基管一体，无接触热阻，强度极高，耐热震性好，传热性能最优。

缺点： 只能用于塑性好的单一金属（铝、铜）；翅片高度和密度受限；制造成本很高；设备复杂。主要用于高性能、极端工况（如石化高温炉管、EGR冷却器）。

二、 其他工艺

激光焊接： 精度高，热影响区小，可用于特殊材料或精密场合，但成本非常高，效率低。

超声波焊接： 主要用于小型或薄壁管，特别是铝材，效率较高，无热影响区，但对设备、材料表面状态要求高。

胶接： 使用导热胶粘剂，主要用于低温、低压或特殊场合（如电子散热），热阻较大，长期可靠性受胶水性能限制。

三、 关键考虑因素与选型

1. 材料组合： 基管和翅片的材料选择取决于介质腐蚀性、温度、压力、成本等。常见组合：碳钢管-钢翅片（HFRW）、铜管-铝翅片（机械缠绕）、铝管-铝翅片（钎焊/挤压）、不锈钢管-不锈钢翅片（HFRW/钎焊）。

2. 翅片类型： 平直、开窗、锯齿、波纹等，影响换热效率、压降、防积灰能力。

3. 工艺选择：

追求高性价比、大批量钢翅片管：高频焊。

铜管配铝翅片（空调冷凝器）：机械缠绕（L/Knurled）。

全铝换热器（汽车中冷器、蒸发器）：钎焊。

最高性能要求、耐高温冲击（石化炉管）：整体轧制/挤压。

特殊材料或精密要求：激光焊、超声波焊。

4. 质量要求： 连接强度、接触热阻、耐腐蚀性、耐热震性、外观尺寸精度。

5. 成本与效率： 高频焊和机械缠绕成本低、效率高；钎焊和整体轧制成本高。

四、 总结

翅片管的制造是一个涉及材料学、传热学、金属加工工艺（焊接、压力加工）的复杂过程。高频电阻焊因其高效、经济、可靠，在钢质翅片管领域占据主导地位；机械缠绕（L/Knurled） 是铜铝结合翅片管的主流工艺；钎焊是实现多材料、复杂结构高质量冶金结合的关键技术；整体轧制/挤压则在追求极致性能和可靠性的单金属（铝/铜）领域无可替代。选择合适的制造工艺对于翅片管的性能、寿命和成本至关重要。

应用场景对比表：

| 制造工艺 | 典型材料组合 | 主要优势 | 典型应用场景 | 效率/成本 |

| :----------------- | :--------------------- | :------------------------------------ | :----------------------------------- | :------------------ |

| 高频电阻焊 | 钢管-钢翅片 | 效率高、成本低、连接强度好 | 锅炉省煤器、空气预热器、工业换热器 | ⭐⭐⭐⭐⭐ / $ |

| 机械缠绕(L型) | 铜管-铝翅片 | 无热影响区、铜铝组合性价比高 | 空调冷凝器、蒸发器 | ⭐⭐⭐⭐ / $$ |

| 钎焊 | 铝-铝、铜-铜、铜-钢等 | 材料组合灵活、冶金结合热阻小 | 汽车散热器、中冷器、板翅式换热器 | ⭐⭐ / $$$$ |

| 整体轧制/挤压 | 铝-铝、铜-铜 | 一体成型无热阻、耐热冲击性好 | 石化高温炉管、EGR冷却器 | ⭐ / $$$$$ |

| 激光焊接 | 特殊合金材料 | 精度高、热影响区小 | 精密仪器散热、航空航天 | ⭐ / $$$$$ |

选择翅片管制造工艺时，需综合考虑介质特性（腐蚀性、温度、压力）、材料兼容性、换热效率要求、成本预算以及长期运行可靠性等因素。例如，在含硫烟气的余热回收中，高频焊钢翅片管的耐腐蚀涂层方案更经济；而在汽车空调领域，铜管铝翅片的机械缠绕工艺凭借其轻量化和性价比占据主流。