CN103978303A - Led散热片拼接方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种该LED散热片拼接方法，包括步骤：将待拼接的LED散热片对齐固定，相邻待拼接的LED散热片之间形成拼接缝；使摩擦搅拌刀具旋转并对LED散热片的拼接缝进行摩擦搅拌；控制摩擦搅拌刀具沿着拼接缝推进，使得与刀头接触的金属材料从刀头的前沿向后沿转移，在LED散热片的拼接缝处形成焊接缝。同时还提供一种LED散热片拼接设备。本发明通过高速旋转的摩擦搅拌刀具与LED散热片拼接缝的金属材料摩擦产生高温使其熔化，并且对其搅拌，使得拼接缝处的金属材料混合，在冷却后形成固结的焊接缝，从而使得待LED散热片拼接在一起。由于采用摩擦搅拌刀具能够控制LED散热片的拼接宽度、深度，从而能够精确控制LED散热片拼接口对接和拼接面的平整度，使得拼接的精度高。

Description

LED散热片拼接方法和设备
技术领域
本发明涉及散热片拼接领域，特别是涉及一种LED散热片拼接方法和设备。
背景技术
高功率的LED在工作时会散发大量的热量，因此安装散热片以促进热量的散发以避免高温烧坏LED。随着大型LED的出现，相应的LED散热片也越趋庞大。一般的LED散热片是通过模具压铸而成的，而制作模具的成本很高。倘若要制作大型的LED散热片，直接通过制作大型的模具来生产，是十分昂贵的。因此，一般的厂家都会通过拼接的方法，将多个LED散热片拼接成一块大型的LED散热片来解决问题。由于LED散热片需要跟LED进行装配，因此，对于LED散热片的拼接精度要求很高，如拼接口对接的整齐度、拼接面的平整度，传统的焊接方式无法满足要求。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术的问题，提供一种拼接精度高的LED散热片拼接方法。
该LED散热片拼接方法，包括步骤：
将待拼接的LED散热片对齐固定，相邻待拼接的LED散热片之间形成拼接缝；
使摩擦搅拌刀具旋转并对所述LED散热片的拼接缝进行摩擦搅拌，其中所述摩擦搅拌刀具的转速≥600r/min，所述摩擦搅拌刀具的刀头为圆台构造，所述刀头一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°；
控制所述摩擦搅拌刀具以2.2mm/s-12.5mm/s的速度沿着拼接缝推进，使得与所述刀头接触的的金属材料从所述刀头的前沿向后沿转移，在所述LED散热片的拼接缝处形成焊接缝。
在其中一个实施例中，摩擦搅拌刀具摩擦搅拌的深度不小于LED散热片的厚度的三分之一。
在其中一个实施例中，还包括：
对拼接后的LED散热片的存在焊接缝的一面进行切削。
同时，还提供一种LED散热片拼接设备。
该LED散热片拼接设备包括：摩擦搅拌刀具、电机和机械臂。摩擦搅拌刀具和电机均固定在机械臂上。摩擦搅拌刀具与电机连接，所述摩擦搅拌刀具的刀头为圆台构造，所述刀头一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°。
在其中一个实施例中，摩擦搅拌刀具包括刀柄和与刀柄连接的刀头，刀柄的一端与刀头连接并成型一肩部。
上述LED散热片拼接方法及设备，通过高速旋转的摩擦搅拌刀具与LED散热片拼接缝的金属材料摩擦产生高温使其熔化，并且对其搅拌，使得拼接缝处的金属材料混合，在冷却后形成固结的焊接缝，从而使得待LED散热片拼接在一起。由于采用摩擦搅拌刀具能够控制LED散热片的拼接宽度、深度，从而能够精确控制LED散热片拼接口对接和拼接面的平整度，使得拼接的精度高。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的LED散热片拼接方法的流程示意图；
图2为本发明的一种实施例的LED散热片拼接设备的结构示意图；
图3为图2所示的摩擦搅拌刀具的结构示意图；
图4为图3所示的刀头的示意图；
其中附图中各标号的含义为：
20-LED散热片拼接设备，210-摩擦搅拌刀具，211-刀柄，212-肩部，213-刀头，220-电机，230-机械臂。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本发明的详述得到进一步的了解。
参见附图1，其为本发明的一种实施例的LED散热片拼接方法的流程示意图。
该LED散热片拼接方法，包括步骤：
步骤S110：将待拼接的LED散热片对齐固定，相邻待拼接的LED散热片之间形成拼接缝。
由于在焊接过程中，会有外力加在LED散热片上，因此，需要对LED散热片进行固定，避免在焊接过程中出现移位，此处仅仅是起到固定LED散热片位置的作用，并不对LED散热片施加压力。
步骤S120：使摩擦搅拌刀具旋转并对所述LED散热片的拼接缝进行摩擦搅拌，其中所述摩擦搅拌刀具的转速≥600r/min，所述摩擦搅拌刀具的刀头为圆台构造，所述刀头一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°。
通过电机驱动摩擦搅拌刀具高速旋转。此处对摩擦搅拌刀具的形状进行了改进，其原因是，LED散热片主要以铝合金构造或铜为主，如Al6082、Al4212或Cu5010。圆台形状的设计不容易在摩擦搅拌及推进的过程中折断或被金属材料堵住前进的路径。
步骤S130：控制所述摩擦搅拌刀具以2.2mm/s-12.5mm/s的速度沿着拼接缝推进，使得与所述刀头接触的金属材料从所述刀头的前沿向后沿转移，在所述LED散热片的拼接缝处形成焊接缝。
高速旋转的刀头与接触到的LED散热片的金属材料高速摩擦，使得与刀头接触的金属材料因摩擦生热的温度接近其熔点，便于对金属材料进行搅拌。与刀头接触的金属材料从刀头的前沿向后沿转移，并且在刀头轴肩与LED散热片的表层摩擦产热和压力共同作用下，在LED散热片的拼接处形成稳固连接的焊接缝。
在其中一种实施方式中，摩擦搅拌刀具摩擦搅拌的深度不小于所述LED散热片的厚度的三分之一。为了确保拼接后的LED散热片的稳固性，搅拌焊接的深度不能太小，否则焊接缝容易断裂。
在其中一种实施例中，还包括：
对拼接后的LED散热片的存在焊接缝的一面进行切削。
此处，由于前述的拼接过程中，会对LED散热片上存在焊接缝的一面形成一条凹槽，因此可以通过上述的切削工序将该面削平，使得拼接后的LED散热片更加平整。
上述的LED散热片拼接方法，通过高速旋转的摩擦搅拌刀具与LED散热片拼接缝的金属材料摩擦产生高温使其熔化，并且对其搅拌，使得拼接缝处的金属材料混合，在冷却后形成固结的焊接缝，从而使得待LED散热片拼接在一起。由于采用摩擦搅拌刀具能够控制LED散热片的拼接宽度、深度，从而能够精确控制LED散热片拼接口对接和拼接面的平整度，使得拼接的精度高。
同时，提供一种基于上述的LED散热片拼接方法的拼接设备。
参见附图2，其为本发明的一种实施方式的LED散热片拼接设备的结构示意图。
该LED散热片拼接设备20，包括：摩擦搅拌刀具210、电机220和机械臂230。摩擦搅拌刀具210和电机220均固定在机械臂230上。摩擦搅拌刀具210与电机220连接。机械臂230带动摩擦搅拌刀具210上下移动，电机220驱动摩擦搅拌刀具210旋转。
请参阅附图3，其为图2所示的摩擦搅拌刀具210的结构示意图。
该摩擦搅拌刀具210包括刀柄211和与刀柄211连接的刀头213。刀柄211的一端与刀头213连接并成型一肩部212。
请参阅图4，其为图3所示的刀头213的结构示意图。
该刀头213为圆台构造，该刀头213一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°。
上述的LED散热片拼接设备，通过高速旋转的摩擦搅拌刀具与LED散热片拼接缝的金属材料摩擦产生高温使其熔化，并且对其搅拌，使得拼接缝处的金属材料混合，在冷却后形成固结的焊接缝，从而使得待LED散热片拼接在一起。由于采用摩擦搅拌刀具能够控制LED散热片的拼接宽度、深度，从而能够精确控制LED散热片拼接口对接和拼接面的平整度，使得拼接的精度高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种LED散热片拼接方法，包括以下步骤：
将待拼接的LED散热片对齐固定，相邻待拼接的LED散热片之间形成拼接缝；
使摩擦搅拌刀具旋转并对所述LED散热片的拼接缝进行摩擦搅拌，其中所述摩擦搅拌刀具的转速≥600r/min，所述摩擦搅拌刀具的刀头为圆台构造，所述刀头一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°；
控制所述摩擦搅拌刀具以2.2mm/s-12.5mm/s的速度沿着拼接缝推进，使得与所述刀头接触的金属材料从所述刀头的前沿向后沿转移，在所述LED散热片的拼接缝处形成焊接缝。
2.根据权利要求1所述的LED散热片拼接方法，其特征在于，所述摩擦搅拌刀具摩擦搅拌的深度不小于所述LED散热片的厚度的三分之一。
3.根据权利要求1所述的LED散热片拼接方法，其特征在于，还包括：
对拼接后的LED散热片的存在焊接缝的一面进行切削。
4.一种LED散热片拼接设备，其特征在于，包括摩擦搅拌刀具、电机和机械臂，所述摩擦搅拌刀具和所述电机均固定在所述机械臂上，所述摩擦搅拌刀具与所述电机连接，所述摩擦搅拌刀具的刀头为圆台构造，所述刀头一侧的母线延长线与轴线的夹角为10°±0.1°。
5.根据权利要求4所述的LED散热片拼接设备，其特征在于，所述摩擦搅拌刀具包括刀柄和与刀柄连接的刀头，所述刀柄的一端与所述刀头连接并成型一肩部。
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贺地求: "高速列车用散热片搅拌摩擦焊接头中S曲线控制策略", 《热加工工艺》 *

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