CN107186306B - 一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺 - Google Patents

一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于散热器技术领域，尤其涉及一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺。本发明所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，焊接工艺简单合理，消耗的能源少，成本低；散热器结构简单，散热效果好，散热器本体和散热片通过钎焊焊接成型，焊接头力学性能良好，强度高、耐腐蚀性能好且使用密封性好；散热器耐高温性能和耐腐蚀性能好。

Description

一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺
技术领域
本发明属于散热器技术领域，尤其涉及一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺。
背景技术
散热器是机器设备部件运转时用于降低设备运转时所产生的热量，从而机械设备部件散热制冷来增加机械运作寿命。散热器被广泛的用于汽车配件、供暖设备、电子、电脑等。散热器的种类有很多种，但现有的散热器通常防腐性能和耐高温效果较差；焊接工艺复杂，焊接头强度不高，使用密封性能不好。
发明内容
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺。
技术方案：本发明所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，包括以下方法步骤：
1).备料阶段：将散热器待焊接材料准备好，散热器包括散热器本体、连接座和散热片；散热器本体和连接座为一体结构，散热片需要通过钎焊接在散热器本体的四周面上，所述的散热片包括散热片本体、焊接端和非焊接端，所述的散热片本体的宽度为1-2mm，所述的焊接端和非焊接端宽度大于所述的散热片本体宽度；所述的焊接端焊接端面呈波纹结构，所述的非焊接端端面呈弧度设置；所述的散热器本体上设有与散热片焊接端焊接的焊接槽，焊接槽为与散热片焊接端面波纹结构相配合的波纹结构；所述的散热器本体、连接座均采用LY12铝合金材质，所述的散热片采用铜合金材质；
2).清洗装配阶段：将散热片焊接端面和散热器本体焊接槽清洗处理去除表面杂质、油污和氧化膜后，用砂纸将散热片焊接端和焊接槽分别打磨光滑后，将散热片焊接端面与焊接槽波纹结构对准装配；
3).钎料固定阶段：将钎料环绕固定放置在散热片焊接端与焊接槽对准装配后的缝隙处；
4).钎焊焊接阶段：放入真空度不低于1×10-3Pa的钎焊设备中进行加热焊接处理后自然冷却至室温，所述的加热包括多个温控区，所述的自然冷却包括1个自然冷却区；
5).后处理阶段：对钎焊焊接后的散热器进行后处理。
所述步骤1)中的散热器，所述的散热器本体呈立方体结构且内中空结构，所述的连接座包括设置在散热器本体上方的第一连接座和设置在散热器本体下方的第二连接座，所述的第一连接座和第二连接座为四边形结构。
所述的步骤1)中的散热片均匀纵向并排均布焊接在在散热器本体的四周面上。
所述的步骤1)中的散热片的数量为32个，散热器本体四周面每个面上焊接有8个。
所述的步骤1)中的铜合金为含锌40%的铝黄铜。耐腐蚀性能和强度高。
所述的步骤3)中的钎料包括以下重量份的组分：Sn75-95份、Bi5-24份、Ag0.1-1份、助焊膏15-25份；所述的助焊膏由天然脂松香、聚二甲基硅氧烷、四乙氧基硅烷、三乙醇胺、Al2O3、肌醇六磷酸中的一种或多种组成。
所述的步骤4)中的多个温控区包括第一温控区、第二温控区、第三温控区、第四温控区和第五温控区，所述的第一温控区温度设定为80℃，保温时间15min，所述的第二温控区温度设定为100℃，保温时间15min，所述的第三温控区温度设定为180℃，保温时间30min，所述的第四温控区温度设定为120℃，保温时间15min，所述的第五温控区温度设定为100℃。
所述步骤5)中后处理包括在散热器本体内表面设置铝锌合金层，在外表面设置第一耐高温层和第一防腐蚀层以及在散热片外表面设置第二耐高温层和第二防腐蚀层，采用低温烘干，所述的铝锌合金层厚度为20-30μm，所述的第一耐高温层为碳纤维涂层，厚度为200-300μm，所述的第一防腐层为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为20-30μm；所述的第二耐高温层为碳纤维涂层，厚度为50-100μm，所述的第二防腐层为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为5-10μm。
所述的第一耐高温层内部设有若干并排紧密设置的第一防火条；所述的第二耐高温层内部也设有若干并排紧密设置的第二防火条。增强了散热器的耐高温强度。
所述的第一防火条和第二防火条的横截面呈半圆弧形。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，相比现有技术，具有以下有益效果：本发明所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，焊接工艺简单合理，消耗的能源少，成本低；散热器结构简单，散热效果好，散热器本体和散热片通过钎焊焊接成型，焊接头力学性能良好，强度高、耐腐蚀性能好且使用密封性好；散热器耐高温性能和耐腐蚀性能好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的散热器本体和连接座的结构示意图
图3为本发明散热片结构示意图；
图4为本发明散热器本体横截面结构图；
图5为本发明散热片横截面结构图。
图中：1散热器本体、2连接座、21第一连接座、22第二连接座、3散热片、31散热片本体、32焊接端、321波纹结构、33非焊接端、4焊接槽、5铝锌合金层、6第一耐高温层、61第二耐高温层、7第一防腐蚀层、71第二防腐蚀层、8第一防火条、81第二防火条。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
本实施例所述的方位用语“左”、 “右”、“上”、“下”、“前”、“后”均以附图1作为参照。
实施例1
所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，包括以下方法步骤：
1).备料阶段：将散热器待焊接材料准备好，散热器包括散热器本体1、连接座2和散热片3；散热器本体1和连接座2为一体结构，散热片3需要通过钎焊接在散热器本体1的四周面上，所述的散热片3包括散热片本体31、焊接端32和非焊接端33，所述的散热片本体31的宽度为1mm，所述的焊接端32和非焊接端33宽度大于所述的散热片本体31宽度；所述的焊接端32焊接端面呈波纹结构321，所述的非焊接端33端面呈弧度设置；所述的散热器本体1上设有与散热片3焊接端32焊接的焊接槽4，焊接槽4为与散热片3焊接端32面波纹结构321相配合的波纹结构；所述的散热器本体1、连接座2均采用LY12铝合金材质，所述的散热片3采用铜合金材质；
2).清洗装配阶段：将散热片3焊接端32面和散热器本体1焊接槽4清洗处理去除表面杂质、油污和氧化膜后，用砂纸将散热片3焊接端32和焊接槽4分别打磨光滑后，将散热片3焊接端32面与焊接槽4波纹结构对准装配；
3).钎料固定阶段：将钎料环绕固定放置在散热片3焊接端32与焊接槽4对准装配后的缝隙处；
4).钎焊焊接阶段：放入真空度不低于1×10-3Pa的钎焊设备中进行加热焊接处理后自然冷却至室温，所述的加热包括多个温控区，所述的自然冷却包括1个自然冷却区；
5).后处理阶段：对钎焊焊接后的散热器进行后处理。
所述步骤1)中的散热器，所述的散热器本体1呈立方体结构且内中空结构，所述的连接座2包括设置在散热器本体1上方的第一连接座21和设置在散热器本体1下方的第二连接座22，所述的第一连接座21和第二连接座22为四边形结构。
所述的步骤1)中的散热片3均匀纵向并排均布焊接在在散热器本体1的四周面上。
所述的步骤1)中的散热片3的数量为32个，散热器本体1四周面每个面上焊接有8个。
所述的步骤1)中的铜合金为含锌40%的铝黄铜。耐腐蚀性能和强度高。
所述的步骤3)中的钎料包括以下重量份的组分：Sn75份、Bi5份、Ag0.1份、助焊膏15份。
所述的助焊膏为天然脂松香。
所述的步骤4)中的多个温控区包括第一温控区、第二温控区、第三温控区、第四温控区和第五温控区，所述的第一温控区温度设定为80℃，保温时间15min，所述的第二温控区温度设定为100℃，保温时间15min，所述的第三温控区温度设定为180℃，保温时间30min，所述的第四温控区温度设定为120℃，保温时间15min，所述的第五温控区温度设定为100℃。
所述步骤5)中后处理包括在散热器本体1内表面设置铝锌合金层5，在外表面设置第一耐高温层6和第一防腐蚀层7以及在散热片3外表面设置第二耐高温层61和第二防腐蚀层71，采用低温烘干，所述的铝锌合金层5厚度为20μm，所述的第一耐高温层6为碳纤维涂层，厚度为200μm，所述的第一防腐层7为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为20μm；所述的第二耐高温层61为碳纤维涂层，厚度为50μm，所述的第二防腐层71为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为5μm。
所述的第一耐高温层6内部设有若干并排紧密设置的第一防火条8；所述的第二耐高温层61内部也设有若干并排紧密设置的第二防火条81。增强了散热器的耐高温强度。
所述的第一防火条8和第二防火条81的横截面呈半圆弧形。
实施例2
所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，包括以下方法步骤：
1).备料阶段：将散热器待焊接材料准备好，散热器包括散热器本体1、连接座2和散热片3；散热器本体1和连接座2为一体结构，散热片3需要通过钎焊接在散热器本体1的四周面上，所述的散热片3包括散热片本体31、焊接端32和非焊接端33，所述的散热片本体31的宽度为2mm，所述的焊接端32和非焊接端33宽度大于所述的散热片本体31宽度；所述的焊接端32焊接端面呈波纹结构321，所述的非焊接端33端面呈弧度设置；所述的散热器本体1上设有与散热片3焊接端32焊接的焊接槽4，焊接槽4为与散热片3焊接端32面波纹结构321相配合的波纹结构；所述的散热器本体1、连接座2均采用LY12铝合金材质，所述的散热片3采用铜合金材质；
2).清洗装配阶段：将散热片3焊接端32面和散热器本体1焊接槽4清洗处理去除表面杂质、油污和氧化膜后，用砂纸将散热片3焊接端32和焊接槽4分别打磨光滑后，将散热片3焊接端32面与焊接槽4波纹结构对准装配；
3).钎料固定阶段：将钎料环绕固定放置在散热片3焊接端32与焊接槽4对准装配后的缝隙处；
4).钎焊焊接阶段：放入真空度不低于1×10-3Pa的钎焊设备中进行加热焊接处理后自然冷却至室温，所述的加热包括多个温控区，所述的自然冷却包括1个自然冷却区；
5).后处理阶段：对钎焊焊接后的散热器进行后处理。
所述步骤1)中的散热器，所述的散热器本体1呈立方体结构且内中空结构，所述的连接座2包括设置在散热器本体1上方的第一连接座21和设置在散热器本体1下方的第二连接座22，所述的第一连接座21和第二连接座22为四边形结构。
所述的步骤1)中的散热片3均匀纵向并排均布焊接在在散热器本体1的四周面上。
所述的步骤1)中的散热片3的数量为32个，散热器本体1四周面每个面上焊接有8个。
所述的步骤1)中的铜合金为含锌40%的铝黄铜。耐腐蚀性能和强度高。
所述的步骤3)中的钎料包括以下重量份的组分：Sn95份、Bi24份、Ag1份、助焊膏25份。
所述的助焊膏由天然脂松香、聚二甲基硅氧烷、四乙氧基硅烷、三乙醇胺、Al2O3、肌醇六磷酸组成。
所述的步骤4)中的多个温控区包括第一温控区、第二温控区、第三温控区、第四温控区和第五温控区，所述的第一温控区温度设定为80℃，保温时间15min，所述的第二温控区温度设定为100℃，保温时间15min，所述的第三温控区温度设定为180℃，保温时间30min，所述的第四温控区温度设定为120℃，保温时间15min，所述的第五温控区温度设定为100℃。
所述步骤5)中后处理包括在散热器本体1内表面设置铝锌合金层5，在外表面设置第一耐高温层6和第一防腐蚀层7以及在散热片3外表面设置第二耐高温层61和第二防腐蚀层71，采用低温烘干，所述的铝锌合金层5厚度为30μm，所述的第一耐高温层6为碳纤维涂层，厚度为300μm，所述的第一防腐层7为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为30μm；所述的第二耐高温层61为碳纤维涂层，厚度为100μm，所述的第二防腐层71为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为10μm。
所述的第一耐高温层6内部设有若干并排紧密设置的第一防火条8；所述的第二耐高温层61内部也设有若干并排紧密设置的第二防火条81。增强了散热器的耐高温强度。
所述的第一防火条8和第二防火条81的横截面呈半圆弧形。
实施例3
所述的耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，包括以下方法步骤：
1).备料阶段：将散热器待焊接材料准备好，散热器包括散热器本体1、连接座2和散热片3；散热器本体1和连接座2为一体结构，散热片3需要通过钎焊接在散热器本体1的四周面上，所述的散热片3包括散热片本体31、焊接端32和非焊接端33，所述的散热片本体31的宽度为1.5mm，所述的焊接端32和非焊接端33宽度大于所述的散热片本体31宽度；所述的焊接端32焊接端面呈波纹结构321，所述的非焊接端33端面呈弧度设置；所述的散热器本体1上设有与散热片3焊接端32焊接的焊接槽4，焊接槽4为与散热片3焊接端32面波纹结构321相配合的波纹结构；所述的散热器本体1、连接座2均采用LY12铝合金材质，所述的散热片3采用铜合金材质；
2).清洗装配阶段：将散热片3焊接端32面和散热器本体1焊接槽4清洗处理去除表面杂质、油污和氧化膜后，用砂纸将散热片3焊接端32和焊接槽4分别打磨光滑后，将散热片3焊接端32面与焊接槽4波纹结构对准装配；
3).钎料固定阶段：将钎料环绕固定放置在散热片3焊接端32与焊接槽4对准装配后的缝隙处；
4).钎焊焊接阶段：放入真空度不低于1×10-3Pa的钎焊设备中进行加热焊接处理后自然冷却至室温，所述的加热包括多个温控区，所述的自然冷却包括1个自然冷却区；
5).后处理阶段：对钎焊焊接后的散热器进行后处理。
所述步骤1)中的散热器，所述的散热器本体1呈立方体结构且内中空结构，所述的连接座2包括设置在散热器本体1上方的第一连接座21和设置在散热器本体1下方的第二连接座22，所述的第一连接座21和第二连接座22为四边形结构。
所述的步骤1)中的散热片3均匀纵向并排均布焊接在在散热器本体1的四周面上。
所述的步骤1)中的散热片3的数量为32个，散热器本体1四周面每个面上焊接有8个。
所述的步骤1)中的铜合金为含锌40%的铝黄铜。耐腐蚀性能和强度高。
所述的步骤3)中的钎料包括以下重量份的组分：Sn85份、Bi20份、Ag0.5份、助焊膏20份。
所述的助焊膏由天然脂松香、聚二甲基硅氧烷、四乙氧基硅烷、三乙醇胺、Al2O3、肌醇六磷酸组成。
所述的步骤4)中的多个温控区包括第一温控区、第二温控区、第三温控区、第四温控区和第五温控区，所述的第一温控区温度设定为80℃，保温时间15min，所述的第二温控区温度设定为100℃，保温时间15min，所述的第三温控区温度设定为180℃，保温时间30min，所述的第四温控区温度设定为120℃，保温时间15min，所述的第五温控区温度设定为100℃。
所述步骤5)中后处理包括在散热器本体1内表面设置铝锌合金层5，在外表面设置第一耐高温层6和第一防腐蚀层7以及在散热片3外表面设置第二耐高温层61和第二防腐蚀层71，采用低温烘干，所述的铝锌合金层5厚度为25μm，所述的第一耐高温层6为碳纤维涂层，厚度为250μm，所述的第一防腐层7为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为25μm；所述的第二耐高温层61为碳纤维涂层，厚度为75μm，所述的第二防腐层71为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为8μm。
所述的第一耐高温层6内部设有若干并排紧密设置的第一防火条8；所述的第二耐高温层61内部也设有若干并排紧密设置的第二防火条81。增强了散热器的耐高温强度。
所述的第一防火条8和第二防火条81的横截面呈半圆弧形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：包括以下方法步骤：
1).备料阶段：将散热器待焊接材料准备好，散热器包括散热器本体、连接座和散热片；散热器本体和连接座为一体结构，散热片需要通过钎焊接在散热器本体的四周面上，所述的散热片包括散热片本体、焊接端和非焊接端，所述的散热片本体的宽度为1-2mm，所述的焊接端和非焊接端宽度大于所述的散热片本体宽度；所述的焊接端焊接端面呈波纹结构，所述的非焊接端端面呈弧度设置；所述的散热器本体上设有与散热片焊接端焊接的焊接槽，焊接槽为与散热片焊接端面波纹结构相配合的波纹结构；所述的散热器本体、连接座均采用LY12铝合金材质，所述的散热片采用铜合金材质；
2).清洗装配阶段：将散热片焊接端面和散热器本体焊接槽清洗处理去除表面杂质、油污和氧化膜后，用砂纸将散热片焊接端和焊接槽分别打磨光滑后，将散热片焊接端面与焊接槽波纹结构对准装配；
3).钎料固定阶段：将钎料环绕固定放置在散热片焊接端与焊接槽对准装配后的缝隙处；所述钎料包括以下重量份的组分：Sn75-95份、Bi5-24份、Ag0.1-1份、助焊膏15-25份；所述的助焊膏由天然脂松香、聚二甲基硅氧烷、四乙氧基硅烷、三乙醇胺、Al2O3、肌醇六磷酸中的一种或多种组成；
4).钎焊焊接阶段：放入真空度不低于1×10-3Pa的钎焊设备中进行加热焊接处理后自然冷却至室温，所述的加热包括多个温控区，所述的自然冷却包括1个自然冷却区；多个温控区包括第一温控区、第二温控区、第三温控区、第四温控区和第五温控区，所述的第一温控区温度设定为80℃，保温时间15min，所述的第二温控区温度设定为100℃，保温时间15min，所述的第三温控区温度设定为180℃，保温时间30min，所述的第四温控区温度设定为120℃，保温时间15min，所述的第五温控区温度设定为100℃；
5).后处理阶段：对钎焊焊接后的散热器进行后处理，包括在散热器本体内表面设置铝锌合金层，在外表面设置第一耐高温层和第一防腐蚀层以及在散热片外表面设置第二耐高温层和第二防腐蚀层，采用低温烘干，所述的铝锌合金层厚度为20-30μm，所述的第一耐高温层为碳纤维涂层，厚度为200-300μm，所述的第一防腐层为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为20-30μm；所述的第二耐高温层为碳纤维涂层，厚度为50-100μm，所述的第二防腐层为聚二苯醚衍生物涂层，厚度为5-10μm。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述步骤1)中的散热器，所述的散热器本体呈立方体结构且内中空结构，所述的连接座包括设置在散热器本体上方的第一连接座和设置在散热器本体下方的第二连接座，所述的第一连接座和第二连接座为四边形结构。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述的步骤1)中的铜合金为含锌40%的铝黄铜。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述的步骤1)中的散热片均匀纵向并排均布焊接在散热器本体的四周面上。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述的步骤1)中的散热片的数量为32个，散热器本体四周面每个面上焊接有8个。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述的步骤5)中的第一耐高温层内部设有若干并排紧密设置的第一防火条；所述的第二耐高温层内部也设有若干并排紧密设置的第二防火条。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温耐腐蚀焊接散热器的焊接工艺，其特征在于：所述的第一防火条和第二防火条的横截面呈半圆弧形。
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