CN104148820A - 一种互通液冷机架焊接接头及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种互通液冷机架焊接接头，它包括焊接冷板（1）和连接冷板（2），所述的焊接冷板（1）两侧分别设置有至少两个榫头（3），所述的连接冷板（2）上开设有竖直向下的凹槽（4），凹槽（4）底部开有多个榫槽（5），榫槽（5）的外形尺寸与榫头（3）相匹配，沿凹槽（4）的侧壁上方还开有盖板槽（6），盖板槽（6）内装配有冷板盖板；焊接冷板（1）水平安装在两块连接冷板（2）之间。其制作方法：S1、制作焊接冷板（1）；S2、制作连接冷板（2）；S3、装配、焊接榫头（3）和榫槽（5）；S4、装配、焊接盖板；S5、气密性检测。本发明的优点在于：结构简单、焊缝密封性好、便于返修且结构强度高。

Description

一种互通液冷机架焊接接头及其制作方法

技术领域

本发明涉及液冷式散热结构，特别是一种互通液冷机架焊接接头及其制作方法。

背景技术

电子技术的迅速发展使电子设备的高频率、大功率和高密度组装成为可能，这就使得在有限的体积范围内电子设备的功耗不断增加，热流密度急剧上升，导致设备电器元件温度迅速提高，从而引起电子设备的故障越来越多。据调查55%的电子设备失效是由温度过高引起的，过热损坏已成为电子设备的主要故障形式。为了满足愈来愈高的散热要求，现代机架或机箱已普遍采用液冷结构，这就对机架或机箱的密封性提出了更高的要求。同时，随着高集成度模块和模块的高密度组装，机架或机箱的结构越来越小型化，要在较小的空间内实现液冷，机架或机箱的结构变得越来越复杂。现代制造技术的快速发展虽然在一定程度上保证了机架或机箱的生产质量，但由于其结构复杂、散热性和密封性要求高、工序复杂、生产流程长等特点，机架或机箱的发展一直受制造工艺尤其是焊接工艺的制约。

传统的风冷机架或机箱为板翅式钎焊结构，而液冷机架或机箱通常为带微细液冷通道的单层或多层散热冷板焊接而成，其制造的关键为散热冷板之间互通接头的焊接。散热冷板之间的互通接头目前常用的解决方法是设计专用焊接夹具，将液冷机架或机箱一次装夹成型然后通过真空钎焊整体焊接而成，但由于液冷机架或机箱通常结构紧凑且高度复杂，部分钎焊缝的密封面又狭窄，所以该方法的焊接合格率非常低，而且焊后几乎无法返修。为提高焊接合格率，在分析液冷机架或机箱结构特点的基础上，结合各焊接方法的特点，部分企业在生产过程中进行了分步焊接，即先用真空钎焊将各冷板单独焊接成型，然后再将各冷板组焊成机架或机箱，组焊方法通常为熔化焊，接头形式普遍为角接。机箱或机架的分步焊接方法与传统的整体钎焊相比较能够较大幅度提高焊接合格率，但由于焊接角焊缝时热输入较大，容易引起冷板钎焊缝重熔、流失。另外因结构限制，部分施焊空间受限，同时受钎料重熔的影响，熔化焊时也很容易产生焊接缺陷，从而导致整个机架或机箱的焊接合格率仍较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、焊缝密封性好、便于返修和结构强度高的互通液冷机架焊接接头及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种互通液冷机架焊接接头，它包括焊接冷板和连接冷板，所述的焊接冷板两侧分别设置有至少两个榫头，榫头为中空结构，所述的连接冷板上开设有竖直向下的凹槽，凹槽底部开有与焊接冷板数目一致的多个榫槽，榫槽的外形尺寸与榫头相匹配，沿凹槽的侧壁上方还开有盖板槽，盖板槽内装配有冷板盖板；焊接冷板水平安装在两块连接冷板之间，榫头与榫槽配合，并通过焊接的方式密封。

所述的榫头的长度与榫槽的深度相等。

所述的凹槽的四角为圆弧结构。

所述的榫头与榫槽之间采用电子束焊接，且榫槽四周距凹槽的距离不小于电子束焊缝宽度的一半。

一种互通液冷机架焊接接头的制作方法包括以下步骤：

S1、焊接冷板的制作，它包括以下步骤：

S11、在焊接冷板基板上预留加工榫头的位置，该位置不能有钎焊缝，完全位于基板上，且距基板与盖板之间钎焊缝的距离在5mm以上；

S12、采用真空钎焊焊接冷板；

S13、在焊接冷板基板上加工腰型的榫头，榫头为中空结构，榫头的壁厚满足机架的承压要求；

S14、气密试验检测焊接冷板的密封性，检验合格后，得到焊接冷板；

S2、连接冷板的制作，它包括以下步骤：

S21、在连接冷板上加工榫槽，榫槽的深度与榫头的长度一致，且榫槽的外形尺寸与榫头相匹配；

S22、在连接冷板上加工凹槽，将需要连通的榫槽连接在一起，凹槽的深度是连接冷板厚度与榫槽深度的差值，凹槽的转角位置设计为圆弧。榫槽四周距凹槽的距离不低于电子束焊缝宽度的一半；

S23、在凹槽上加工台阶结构的盖板槽，盖板槽的转角位置设计为圆弧，盖板槽的深度根据液冷压力确定，盖板槽比凹槽略大；

S3、用电子束焊接榫头和榫槽之间的缝隙，焊接后检查焊缝的致密性；

S4、榫头和榫槽之间的焊缝气密性满足要求后，再用电子束焊接连接盖板与盖板槽之间的焊缝；

S5、将焊接完成的液冷机架进行气密试验，若有泄漏则进行补焊，且补焊次数满足熔化焊补焊次数的规定。

本发明具有以下优点：

1、所有接头形式均为对接形式且均分布在机架或机箱外侧，施焊位置不受限制，容易保证焊缝质量，尤其是焊缝的致密性，焊缝密封性好，合格率高。

2、焊接时不影响原冷板钎焊缝的致密性，结构设计时钎焊缝与熔化焊焊缝相互独立，无交叉，同时保持一定的距离，加之电子束焊接具有热输入低的特点，因此在进行互通接头焊接时不会影响原冷板钎焊缝的致密性。

3、冷板互通接头即便出现泄漏等焊接缺陷，由于接头分布于机架或冷板外侧，有利于进行返修。

4、结构简单，接头强度高。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为焊接冷板的结构示意图；

图3 为图2的左视结构示意图；

图4 为连接冷板的结构示意图；

图5 为图4中A-A剖视结构示意图；

图中：1-焊接冷板，2-连接冷板，3-榫头，4-凹槽，5-榫槽，6-盖板槽。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种互通液冷机架焊接接头，它包括焊接冷板1和连接冷板2，如图2所示，所述的焊接冷板1两侧分别设置有至少两个榫头3，如图3所示，榫头3为中空结构，如图4和图5所示，所述的连接冷板2上开设有竖直向下的凹槽4，凹槽4底部开有与焊接冷板1数目一致的多个榫槽5，榫槽5的外形尺寸与榫头3相匹配，沿凹槽4的侧壁上方还开有盖板槽6，盖板槽6内装配有冷板盖板；焊接冷板1水平安装在两块连接冷板2之间，榫头3与榫槽5配合，并通过焊接的方式密封。

所述的榫头3的长度与榫槽5的深度相等。

所述的凹槽4的四角为圆弧结构。

所述的榫头3与榫槽5之间采用电子束焊接，且榫槽5四周距凹槽4的距离不小于电子束焊缝宽度的一半。

本发明是通过以下步骤实现加工：

S1、焊接冷板的制作方法如下：

S11、在焊接冷板1基板上预留加工榫头3的位置，该位置不能有钎焊缝，应完全位于基板上，且距基板与盖板之间钎焊缝的距离在5mm以上；

S12、采用真空钎焊焊接冷板1；

S13、在焊接冷板1基板上加工腰型的榫头3，榫头3为中空结构，榫头3的壁厚满足机架的承压要求；

S14、气密试验检测焊接冷板1的密封性，检验合格后，得到焊接冷板1；

S2、连接冷板的制作方法如下：

S21、在连接冷板2上加工榫槽5，榫槽5的深度与榫头3的长度一致，且榫槽5的外形尺寸与榫头3相匹配；

S22、在连接冷板2上加工凹槽4，将需要连通的榫槽3连接在一起，凹槽4的深度是连接冷板2厚度与榫槽5深度的差值，为便于电子束焊接，凹槽4的转角位置设计为圆弧。榫槽5四周距凹槽4的距离不低于电子束焊缝宽度的一半；

S23、在凹槽4上加工台阶结构的盖板槽6，为便于电子束焊接，盖板槽6的转角位置设计为圆弧，盖板槽6的深度根据液冷压力确定，盖板槽6比凹槽4略大，盖板槽6各边与相邻凹槽4的距离无严格要求，其主要作用为便于连接冷板盖板装配和限位；

S3、用电子束焊接榫头3和榫槽5之间的缝隙，焊接后检查焊缝的致密性；

S4、榫头3和榫槽5之间的焊缝气密性满足要求后，再用电子束焊接连接盖板与盖板槽6之间的焊缝；

S5、将焊接完成的液冷机架进行气密试验，若有泄漏则进行补焊，且补焊次数满足熔化焊补焊次数的规定。 

Claims (5)

1.一种互通液冷机架焊接接头，其特征在于：它包括焊接冷板（1）和连接冷板（2），所述的焊接冷板（1）两侧分别设置有至少两个榫头；（3），榫头（3）为中空结构，所述的连接冷板（2）上开设有竖直向下的凹槽（4），凹槽（4）底部开有与焊接冷板（1）数目一致的多个榫槽（5），榫槽（5）的外形尺寸与榫头（3）相匹配，沿凹槽（4）的侧壁上方还开有盖板槽（6），盖板槽（6）内装配有冷板盖板；焊接冷板（1）水平安装在两块连接冷板（2）之间，榫头（3）与榫槽（5）配合，并通过焊接的方式密封。

2.根据权利要求1所述的一种互通液冷机架焊接接头，其特征在于：所述的榫头（3）的长度与榫槽（5）的深度相等。

3.根据权利要求1所述的一种互通液冷机架焊接接头，其特征在于：所述的凹槽（4）的四角为圆弧结构。

4.根据权利要求1所述的一种互通液冷机架焊接接头，其特征在于：所述的榫头（3）与榫槽（5）之间采用电子束焊接，且榫槽（5）四周距凹槽（4）的距离不小于电子束焊缝宽度的一半。

5.如权利要求1所述的一种互通液冷机架焊接接头的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、焊接冷板（1）的制作，它包括以下步骤：

S11、在焊接冷板（1）基板上预留加工榫头（3）的位置，该位置不能有钎焊缝，应完全位于基板上，且距基板与盖板之间钎焊缝的距离在5mm以上；

S12、采用真空钎焊焊接冷板（1）；

S13、在焊接冷板（1）基板上加工腰型的榫头（3），榫头（3）为中空结构，榫头（3）的壁厚满足机架的承压要求；

S14、气密试验检测焊接冷板（1）的密封性，检验合格后，得到焊接冷板（1）；

S2、连接冷板（2）的制作，它包括以下步骤：

S21、在连接冷板（2）上加工榫槽（5），榫槽（5）的深度与榫头（3）的长度一致，且榫槽（5）的外形尺寸与榫头（3）相匹配；

S22、在连接冷板（2）上加工凹槽（4），将需要连通的榫槽（3）连接在一起，凹槽（4）的深度是连接冷板（2）厚度与榫槽（5）深度的差值，凹槽（4）的转角位置设计为圆弧，榫槽（5）四周距凹槽（4）的距离不低于电子束焊缝宽度的一半；

S23、在凹槽（4）上加工台阶结构的盖板槽（6），盖板槽（6）的转角位置设计为圆弧，盖板槽（6）的深度根据液冷压力确定，盖板槽（6）比凹槽（4）略大；

S3、用电子束焊接榫头（3）和榫槽（5）之间的缝隙，焊接后检查焊缝的致密性；

S4、榫头（3）和榫槽（5）之间的焊缝气密性满足要求后，再用电子束焊接连接盖板与盖板槽（6）之间的焊缝；

    S5、将焊接完成的液冷机架进行气密试验，若有泄漏则进行补焊，且补焊次数满足熔化焊补焊次数的规定。