CN104972234A - 用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装 - Google Patents

Abstract

一种用于PCHE激光焊接的工装，包括：底座、顶盖以及连接两者的定位销、设置于底座和顶盖四个顶角的紧固螺柱以及位于中部两侧的导杆，其中：定位销竖直贯穿多层位于底座、顶盖之间的PCHE金属换热板，顶盖和底座之间通过螺柱紧固连接并将中间的金属换热板夹紧，定位销通过退销螺钉顶出金属换热板内，使得工装在取出换热板时各金属换热板之间切应力为零，从而避免在取出PCHE时各金属换热板散架。本发明同时满足PCHE的金属换热板严格对齐、PCHE的金属换热板紧密夹紧、焊好后的换热器芯部能够方便地从工装中取出的技术要求。

Description

用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装

技术领域

本发明涉及的是一种激光焊接领域的装置，具体是一种用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装夹具。

背景技术

印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger，PCHE)是一种传热性能优良，高效率的紧凑式换热器。PCHE的不同的金属板上先通过电化学蚀刻产生尺寸为1mm凹槽流道，再通过激光焊接初步固定成块，最后经过高温高压扩散粘合紧密的叠置成整个换热器芯部。如果PCHE的各金属板之间没有完全对齐，存在大于0.1mm的位置偏差，这将导致PCHE换热器流道发生错位，影响流体在换热器内的相对位置，从而破坏换热器芯部内流体之间的换热。由于激光焊接的焊缝非常狭窄，相邻两块金属换热板在焊接处的任何微小缝隙都会破坏焊接处的连接，因此PCHE在进行激光焊接时需要保证各金属换热板紧密接触。PCHE激光焊接需要专门的焊接工装加以辅助，该工装需要同时满足以下三个要求：1)PCHE的金属换热板严格对齐，2)PCHE的金属换热板紧密夹紧，3)焊好后的换热器芯部能够方便地从工装中取出。

通过对现有技术检索发现，中国专利文献号CN203209899U公开(公告)日2013.09.25，公开了一种分配器焊接工装，旨在解决现有技术中分配管通过手工夹持的方式焊接于分配板上，导致焊接操作不便、焊接后分配管与分配板的垂直度不高的问题。它包括分配板，分配板上径向开设有若干通孔，通孔内一一对应设有分配管，还包括有用于夹持分配板的夹具，夹具包括上钳体和下钳体，下钳体上安装有与分配板相平行设置的焊接模板，焊接模板径向开设有若干插接孔，插接孔与分配板的通孔一一对应设置。但该现有技术不能满足PCHE焊接工装的三个要求，原因为：1)该分配器焊接工装只有上下钳体，没有用于对齐和固定PCHE各金属换热板的装置，在施加夹紧力的过程中会导致PCHE各金属换热板位置发生偏移使得PCHE在没有对齐的情况下进行焊接；2)该分配器焊接工装仅通过三个上下钳体对PCHE金属换热板局部表面施加力，导致PCHE金属换热板其他表面受力较小，使得PCHE金属换热板表面因为受力不均而存在缝隙，从而破坏激光焊接的连接强度；3)该分配器工装的分配板大于PCHE金属换热板，导致激光焊接时融化的金属液体会凝固在工装的分配板上，使得无法取出焊接后的PCHE。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装，通过定位销对齐和固定了PCHE的各金属换热板，保证金属换热板在焊接过程中不发生位置偏移；本发明通过顶盖和底座夹紧PCHE，使得各金属换热板在焊接过程中紧密接触，保证焊接效果；通过退销螺钉将固定PCHE的定位销顶出，使得PCHE各金属换热板之间无切应力，保证焊接后PCHE的紧固性和便于取出。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装，包括：底座、顶盖以及连接两者的定位销和紧固机构，其中：定位销竖直贯穿多层位于底座顶盖之间的PCHE金属换热板。

所述的紧固机构包括：设置于底座和顶盖四个顶角的紧固螺柱以及位于中部两侧的导杆。

所述的底座和顶盖均为矩形结构，且尺寸大于PCHE金属换热板。

所述的底座和顶盖的四周设有用于取出PCHE的焊接槽。

所述的定位销优选为根据GB/T119.2‐2000选取的相应公称直径下的圆柱销，该退销螺钉优选为根据GB/T65‐2000选取的圆柱头开槽螺钉。

所述的底座、顶盖以及PCHE金属换热板上均设有用于定位和紧固的通孔。

本发明涉及一种基于上述工装的换热器制备方法，包括以下步骤：

1)将定位销和导杆装在工装底座上，并将PCHE金属换热板对准定位销叠置在底座上；

2)将工装底盖对准定位销和导杆叠置在PCHE金属换热板上，并用螺柱紧固；

3)在PCHE金属换热板上焊接槽处进行激光焊接；

4)在顶盖上装入退销螺钉，将定位销挤出盖板，并取出退销螺钉；

5)松开螺柱连接，取出焊接好的PCHE金属换热板。

本发明通过定位销的方式实现对齐PCHE各金属换热板。底座用于承受PCHE的金属换热板，顶盖用于夹紧PHCE。底座、顶盖以及PCHE金属换热板均开设相同的定位孔，定位销用于对齐和定位金属换热板、底座和顶盖的相对位置。

技术效果

与现有技术相比，本发明通过导杆运动和螺柱连接的方式同时实现夹紧PCHE各金属换热板。底座和底盖上均开设了用于安装导杆的通孔，使底座和顶盖以平动的方式通过螺柱拧，同时也保证了焊接时底座和顶盖以相对平行位置夹紧PCHE，使得PCHE在焊接过程中均匀受力。顶盖和底座通过紧固螺柱夹紧，保证PCHE各金属换热板之间紧密连接，并且在焊接过程中各金属换热板不发生相对位置偏移。

本发明通过退销螺钉和开设焊接槽的方式实现便于取出焊好后的PCHE换热器芯部。工装顶盖上开设有直径小于定位孔的螺纹孔，分别开设在顶盖的两个侧面，并且螺纹孔与定位孔同轴。在激光焊接后，将顶盖的螺纹孔拧上退销螺钉，退销螺钉便可将定位销完全顶出各金属换热板，以便于取出焊好后的PCHE金属换热板。在PCHE进行激光焊接处，底座和顶盖均开设有凹槽，保证了PCHE在焊接过程中焊料不会粘合在工装上，从而便于取出焊好后的PCHE金属换热板。

附图说明

图1为本发明工装装配示意图；

图中：(a)为俯视图；(b)为A‐A面剖视图；

图中：底座1、顶盖2、PCHE金属换热板3、螺柱4、退销螺钉5、导杆6、定位销7、焊接槽8。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1(a)所示，本实施例包括：底座1、顶盖2、PCHE金属换热板3、螺柱4、退销螺钉5、导杆6、定位销7、焊接槽8，在进行激光焊接之前，先将定位销7和导杆6装入底座，再讲PCHE金属换热板对准定位销7和导杆6叠置在底座上。当所有PCHE金属换热板安装完毕后，将顶盖对准定位销7和导杆6叠置在PCHE金属换热板上，并用螺柱紧固。

底座1、顶盖2和PCHE金属换热板3通过定位销和导杆6对齐和固定相对位置。底座1和顶盖2通过螺柱4连接将PCHE金属换热板3夹紧、导杆6控制顶盖2相对于底座1的相对位移的方向。在激光焊接后、拧紧退销螺钉5、将实心的定位销7顶出PCHE金属换热板3、便可取出焊好的PCHE金属换热板3。

所述的退销螺钉5的公称直径小于等于定位销7的公称直径。

如图1(b)所示，四个定位销7能够使底座，PCHE金属换热板和顶盖相互对齐；两个导杆6能够使顶盖相对于底座平行的上下移动。四个螺柱分布在底座和顶盖的四个顶角处。底座和顶盖的每条边上开设两条焊接槽，以便于进行对PCHE金属换热板进行激光焊接。

Claims (7)

1.一种用于印刷电路板式换热器激光焊接的工装，其特征在于，包括：底座、顶盖以及连接两者的定位销、设置于底座和顶盖四个顶角的紧固螺柱以及位于中部两侧的导杆，其中：定位销竖直贯穿多层位于底座、顶盖之间的PCHE金属换热板，顶盖和底座之间通过螺柱紧固连接并将中间的金属换热板夹紧，定位销通过退销螺钉顶出金属换热板内，使得工装在取出换热板时各金属换热板之间切应力为零，从而避免在取出PCHE时各金属换热板散架。

2.根据权利要求1所述的工装，其特征是，所述的底座和顶盖均为矩形结构，且尺寸大于PCHE金属换热板。

3.根据权利要求1所述的工装，其特征是，所述的底座和顶盖的四周设有用于取出PCHE的焊接槽。

4.根据权利要求1所述的工装，其特征是，所述的定位销为根据GB/T119.2‐2000选取的相应公称直径下的圆柱销，该退销螺钉为根据GB/T65‐2000选取的圆柱头开槽螺钉。

5.根据权利要求1所述的工装，其特征是，所述的底座、顶盖以及PCHE金属换热板上均设有用于定位和紧固的通孔。

6.据权利要求1所述的工装，其特征是，所述的退销螺钉的公称直径小于等于定位销的公称直径。

7.一种基于上述任一权利要求所述工装的换热器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将定位销和导杆装在工装底座上，并将PCHE金属换热板对准定位销叠置在底座上；

2)将工装底盖对准定位销和导杆叠置在PCHE金属换热板上，并用螺柱紧固；

3)在PCHE金属换热板上焊接槽处进行激光焊接；

4)在顶盖上装入退销螺钉，旋转退销螺钉以将定位销挤出盖板，并取出退销螺钉；

5)松开螺柱连接，取出焊接好的PCHE金属换热板。