CN106271023A - 一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法 - Google Patents

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汤化伟
徐奎
崔凡
尹玉环
沈浩然
张聃
夏佩云
黄征
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus

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Abstract

本发明涉及一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，包括：第一步，加工冷板端口和工艺堵盖；第二步，将工艺堵盖插入冷板端口；第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接；第四步，采用搅拌摩擦焊双面焊方法进行焊接，将工艺堵盖和冷板端口焊接在一起，实现冷板端口的密封；第五步，机加工去除冷板端口及工艺堵盖余量，消除搅拌摩擦焊产生的匙孔和压痕。本发明提供的一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法有效地解决冷板搅拌摩擦焊封口过程中产生的匙孔和压痕问题，操作简单，适应性强。

Description

一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，具体是一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法。
背景技术
冷板是一种单流体（气体或液体）的热交换器，通过流体的循环流动起到散热、冷却作用。冷板通常选用铝合金或铜合金材料制作，具有散热效率高、温度梯度小等特点，在电力电子、航空航天、船舶等领域有着广阔的应用前景，是各类高功率电子设备的理想散热元件。
冷板的结构形式根据产品特点，略有不同。专利中涉及的冷板产品材料为6061铝合金，原先的工艺方案为通过挤压型材方式加工出内部流道，后通过TIG焊对两端口进行密封。TIG焊由于容易产生气孔、裂纹等缺陷，导致端口的密封效果差。搅拌摩擦焊作为一种新型的绿色固相焊接技术，能避免熔焊过程中产生的气孔、裂纹等缺陷，是上述冷板密封的理想焊接方法。
但是由于焊接原理的原因，采用搅拌摩擦焊进行焊接会产生特有的匙孔和压痕，对焊缝的质量和外观造成影响，因此必须通过工艺方法进行消除。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，包括如下步骤：
第一步，加工冷板端口和工艺堵盖，冷板端口和工艺堵盖厚度方向单面各留1~2mm工艺余量；
第二步，将工艺堵盖插入冷板端口，要求装配间隙≤0.3mm；
第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接，间距30~50mm；
第四步，采用搅拌摩擦焊双面焊方法将冷板端口密封焊接，单面焊接厚度为冷板端口厚度的一半+1mm，起焊点、收焊点位于工艺堵盖两端起焊和收焊区域；
第五步，机加工去除冷板端口及堵盖工艺余量，主要为冷板端口厚度方向余量及堵盖未插入冷板端口的区域，用于消除搅拌摩擦焊产生的匙孔和压痕。
所述第一步中加工的工艺堵盖，要求两端留有矩形起焊和收焊区域，用于搅拌摩擦焊时作为起焊区域和收焊区域，后续机加工后消除匙孔；
所述第一步中加工的冷板端口和工艺堵盖，要求厚度方向单边各留1~2mm工艺余量，用于消除搅拌摩擦焊产生的压痕。
所述第四步中的搅拌摩擦焊接工艺，采用双面焊，单面焊接厚度为冷板端口厚度的一半+1mm，用于减小焊接变形；
本发明的采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，与现有技术相比，其优点在于：
一、通过增加冷板端口和工艺堵盖厚度方向单面1~2mm工艺余量，采用搅拌摩擦焊双面焊方法进行焊接，并将起焊点和收焊点引至堵盖两端起焊和收焊区域，最后机加工去除所有工艺余量，从而解决了采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口产生的匙孔和压痕等问题。
二、本发明提出的采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，操作简单，适应性强。
附图说明
图1为本发明采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口示意图；
图中：1为冷板端口、2为工艺堵盖、3为起焊和收焊区域；
图2为本发明采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口焊接后示意图；
图中：4为匙孔、5为压痕；
图3为本发明采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法的流程图。
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。
如图1所示，本实施例提供的采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口方法，包括如下步骤：
第一步，加工冷板端口1和工艺堵盖2，冷板端口1和工艺堵盖2厚度方向单面各留1~2mm工艺余量，工艺堵盖2两端留有矩形起焊和收焊区域3；
第二步，将工艺堵盖2插入冷板端口1，要求装配间隙≤0.3mm；
第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接，间距30~50mm；
第四步，采用搅拌摩擦焊双面焊方法将冷板端口1密封焊接，单面焊接厚度为冷板端口1厚度的一半+1mm，起焊点、收焊点位于工艺堵盖2两端起焊和收焊区域3；
第五步，机加工去除冷板端口1及工艺堵盖2余量，主要为冷板端口1厚度方向余量及堵盖未插入冷板端口1的区域，用于消除搅拌摩擦焊产生的匙孔4和压痕5。
具体为：
第一步，加工冷板端口1和工艺堵盖2，冷板端口1和工艺堵盖2厚度方向单面各留2mm工艺余量，工艺堵盖2两端起焊和收焊区域3尺寸为40×40mm；
第二步，将工艺堵盖2插入冷板端口1，要求装配间隙≤0.3mm；
第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接，焊丝牌号与母材相同，定位点直径≤φ10mm，高度≤0.5mm，间距30~50mm；
第四步，采用搅拌摩擦焊双面焊方法沿着冷板端口1与工艺堵盖2装配面将冷板端口密封焊接，单面焊接厚度为冷板端口1厚度的一半+1mm，起焊点、收焊点位于工艺堵盖2两端起焊和收焊区域3，焊后如图2所示；
第五步，机加工去除冷板端口1及工艺堵盖2余量，主要为冷板端口1和工艺堵盖2厚度方向余量及工艺堵盖2未插入冷板端口1的区域，用于消除搅拌摩擦焊产生的匙孔4和压痕5。
经上述方法封口后，实现了采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口，同时消除了搅拌摩擦焊焊接过程中产生的匙孔和压痕。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，加工冷板端口和工艺堵盖；
第二步，将工艺堵盖插入冷板端口；
第三步，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊接；
第四步，采用搅拌摩擦焊双面焊方法进行焊接，将工艺堵盖和冷板端口焊接在一起，实现冷板端口的密封；
第五步，机加工去除冷板端口及工艺堵盖余量，消除搅拌摩擦焊产生的匙孔和压痕。
2.根据权利要求1所述的一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，其特征在于：所述第一步中冷板端口和工艺堵盖厚度方向单边各留1~2mm工艺余量，工艺堵盖两端留有矩形起焊和收焊区域，用于搅拌摩擦焊时作为起焊区域和收焊区域，后续机加工后消除匙孔。
3.根据权利要求1所述的一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，其特征在于：所述第二步中要求装配间隙≤0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，其特征在于：所述第三步中焊接间距为30~50mm。
5.根据权利要求1所述的一种采用搅拌摩擦焊对冷板进行封口的方法，其特征在于：所述第四步中单面焊接厚度为冷板端口厚度的一半+1mm，起焊点、收焊点位于工艺堵盖两端起焊和收焊区域。
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