CN108943912A - 一种钎焊夹芯复合板排气结构 - Google Patents
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Abstract
一种钎焊夹芯复合板排气结构，包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管；所述芯管上设有气孔。本发明既有利于气体的排出，又保证了夹芯复合板的优良性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合板，特别是一种钎焊夹芯复合板排气结构。
背景技术
夹芯复合板包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管，由于芯管被面板覆盖后处于封闭状态，就无法确定芯管的内部是否处于无氧环境以及是否在高温下被氧化，一旦芯管被氧化，就会降低芯管的强度。这就需要对芯管进行抽真空和充入还原气体，来还原芯管在钎焊过程中产生的氧化层。而目前，针对夹芯复合板的这种特殊结构，还没有任何现有技术对该种夹芯复合板的钎焊工艺进行相关报道，即如何对其进行抽真空和还原气体的充排气。
此外，目前还原气体普遍采用氢气进行还原反应，由于氢气是密度最小的气体，发明人发现，对芯管充气时，打孔的位置可任意设置，然而排气时，如果将孔的位置设置于芯管的中下侧，会不利于氢气的排出，一旦芯管内存在残留的氢气，很容易使得氢气与氧气发生反应，进而发生爆炸，造成危险；即使没有爆炸，也会降低夹芯复合板的性能，使得夹芯复合板的强度降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种钎焊夹芯复合板排气结构，既有利于氢气的排出，又保证了夹芯复合板的优良性能。
本发明的技术方案是：一种钎焊夹芯复合板排气结构，包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管；所述芯管上设有气孔。
由于芯管被面板覆盖后处于封闭状态，不能向芯管内充排气，因此本发明在芯管上设置了气孔，通过气孔，可对芯管进行抽真空和充入保护气体，保证芯管的内腔处于无氧环境下，然后充入还原气体，保证芯管不被氧化，进而保证芯管的强度和质量。
进一步，所述气孔设置于距芯管顶部的距离不大于该芯管长度的1/2处。将气孔设于芯管的中上部，有利于比空气密度小的还原气体或保护气体排出，也利于比空气密度大的还原气体或保护气体排出，如氮气、一氧化碳等。
进一步，所述气孔设置于距芯管顶部的距离不大于该芯管长度的1/3处。
本发明之所以将气孔设置于芯管上侧，是因为还原气体采用氢气进行还原反应时，由于氢气是密度最小的气体，将气孔设置于芯管上部，有利于管内氢气的排出。另外，本发明之所以将气孔设置于距芯管顶部的距离不大于该芯管长度的1/3处，是为了保证氢气能够最大化排出；若大于1/3，漂浮于管内上方的氢气就无法顺利排出，这样，钎焊结束后，芯管的顶部仍存在残留的氢气，容易使得氢气与氧气发生反应，不仅易发生爆炸，还会降低夹芯复合板的性能。
另外，本发明的夹芯复合板结构与现有技术相比，在同等强度下，用料最少；在同等重量下，强度最大。这是因为：第一面板和第二面板受到应力后会疏散到各个芯管上，横向和竖向受力小，不易变形，从而减少芯管的整体应力，进而增大结构的整体强度和稳定性。且芯管的存在大大提高了轻量化，由于重量轻，便于安装，大大降低了操作人员的劳动强度，提高安全性。
优选地，所述气孔设置于距芯管顶部3~50mm处，这样，能够保证90%以上的氢气排出。但若小于3mm，采用模具加工芯管的话，无法加持芯管进行打孔。
进一步优选地，所述气孔设置于距芯管顶部5~20mm处，这样，能够保证95%以上的氢气排出。
更进一步优选地，所述气孔设置于距芯管顶部8~15mm处，这样，能够保证100%的氢气排出。
进一步，在钎焊夹芯复合板的钎焊过程中，通过气孔排出管内的氢气。
进一步，所述芯管的材质为不锈钢、碳钢、铝、铝合金、铜、铜合金、石墨烯中的一种。采用这些材质，使得芯管不易生锈，大大提高使用寿命。芯管优选不锈钢管，具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，且防腐性能好，能够大大提高整体结构的强度，提高使用寿命；当不锈钢管在高温下产生氧化层时，可通过还原气体（如氢气）充入管内进行还原，提高夹芯复合板的强度和质量。
进一步，所述若干个芯管之间间隔排列；或者若干个芯管之间以间隔排列和紧密排列组合的形式布置，只要能够保证氢气顺利排出即可。
进一步，所述芯管为单个管体结构，其截面形状为圆形、椭圆形或多边形。其中多边形的边数≥3，可以是三角形、方形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等。截面形状为圆形的芯管可以是圆柱形管或圆台型管；本发明优选为圆柱形管，即圆管，相比于其他形状的芯管，具有受力均匀、不易变形、稳定性高等优点，且制作工艺简单，成本低廉。
进一步，所述若干个芯管连接成一体形成格栅芯或者蜂窝芯，所述格栅芯包括多个呈三角形或四边形的网格通道；所述蜂窝芯包括多个呈N边形的网格通道，N≥5，每个网格通道上均设有与其他网格通道相连通的所述气孔。
格栅芯和蜂窝芯均为中空结构，大大提高轻量化，且格栅芯或蜂窝芯能够对第一面板和第二面板受到的应力后进行疏散，从而减少夹芯金属板材的整体应力，进而增大结构的整体强度，使得上述结构具有以下特点：同等强度下，重量最轻；同等重量下，强度最大。另外，由于格栅芯和蜂窝芯中空，通过第一面板、第二面板对格栅芯或蜂窝芯的上下端进行钎焊密封，形成较大空间的密闭层，大大提高隔音效果。
此外，格栅芯或蜂窝芯优选通过打胶或钎焊形成网格通道，在未打胶处整体开设气孔，通过拉伸成型，拉伸后每个网格通道上均设有所述气孔。该结构相对芯管为单个管体结构而言，便于打孔，一次性打孔就可让每个网格通道上均开设气孔，无须对各个网格通道分别打孔，大大缩短打孔时间，提高工作效率。通过打孔形成格栅芯或蜂窝芯内部贯通的气道，使得氢气能够顺利排出。
进一步，所述芯管的上下两端中至少有一端设有翻边、扳边或折边；或者所述芯管的上下两端均未设置翻边、扳边或折边。
芯管是否设置翻边、扳边或折边主要取决于芯管的管壁厚度，若厚度较大，则芯管的上端和下端与上第二面板之间有较大的接触面积，不需翻边也能够保证钎焊的牢固性。而设有翻边、扳边或折边的结构，可以采用较薄的芯管，不仅节省原材料，降低成本，还易于成型，而设置翻边、扳边或折边一方面便于钎焊，降低与钎料连接的难度，使钎焊连接可一次性完成；另一方面，能够提高芯管与钎料之间的连接界面强度，进而提高整个钎焊层的抗拉强度和冲击热应力，保证夹芯复合板的永久寿命。
进一步，所述芯管与第一面板、第二面板之间通过钎料进行钎焊连接；所述钎料由电镀或热镀的形式获得；又或者将钎料直接铺设或以箔套的形式设于芯管与第一面板、第二面板之间。
本发明采用电镀或热镀的形式，如电镀或热镀锡锌合金镀层，具有抗腐蚀性高、焊接性好、韧性好等优点，这样无需再添加其他钎料，通过热气体将热镀锡锌合金镀层熔化成液体与第一面板、第二面板连接成一体即可，具有良好的熔焊特性，焊接强度高。钎料直接铺设是指用现成的钎料直接铺设于芯管与上第二面板之间，进行钎焊，钎料可以是铜钎料、锡钎料、铝钎料等，具有较高的熔点，能够耐高温，且钎焊强度高。以箔套的形式是指将钎料套在芯板上，如将钎料冲孔翻边，钎料包裹住芯板的端部，并向芯板内延伸，这样就能够将芯板牢固定位在面板之间，不易产生松动，大大提高焊接界面的联接强度，进而提高整体应力。
进一步，所述气孔的形状为圆形、椭圆形或多边形，其中多边形的边数≥3。
进一步，所述第一面板和第二面板的材质为金属材质，如不锈钢、玻璃钢、碳钢、钛钢或铝合金，也可以是碳板。
本发明的有益效果：通过设置气孔，可对芯管进行抽真空和充入保护气体，保证芯管的内腔处于无氧环境下，然后充入还原气体，保证芯管不被氧化，进而保证芯管的强度和质量；通过将气孔设于芯管的中上侧，有利于任何还原气体或保护气体排出，避免芯管内残余气体而发生爆炸；通过将气孔靠芯管的上侧设置，有利于管内氢气的排出，进而保证夹芯复合板的优良性能。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图；
图4是本发明实施例4的结构示意图；
图5是本发明实施例5的结构示意图；
图6是本发明实施例6的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示：一种钎焊夹芯复合板排气结构，包括第一面板1、第二面板2和设于第一面板1、第二面板2之间的若干个芯管31；芯管31上设有气孔4，气孔4设置于距芯管顶部10mm处。
在钎焊夹芯复合板的钎焊过程中，通过气孔4排出管内的氢气。
芯管31、第一面板1和第二面板2均采用不锈钢材质，例如第一面板和第二面板均为不锈钢板，芯管为654SMO不锈钢圆管，654SMO不锈钢为超级奥氏体不锈钢，具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，且防腐性能好，能够大大提高整体结构的强度，提高使用寿命，且具有低导热系数，保温效果好。
芯管31为单个管体结构，其截面形状为圆形；若干个芯管3之间间隔排列。
芯管31的管壁厚度为0.2mm，芯管3的上下两端均冲孔翻边，翻边5的形状与芯管31的截面形状相同。芯管31与第一面板1、第二面板2之间通过铜钎料进行钎焊连接，铜钎料在翻边5处与上、第二面板之间钎焊。
本实施例的工作过程为：将夹芯复合板置于钎焊炉内后，先对炉体抽真空，抽真空后，通过气孔4充入保护气体，充到一定量时，确保氧气含量很低，这样再充入氢气后就不会爆炸；氧含量低的情况下，再持续不断地充入氢气，来还原工件的氧化层。钎焊过程中，氢气可通过气孔4排出；而保护气体的排出，可通过本申请的气孔排出，也可在芯管的任意位置另开设其他气孔。
实施例2
如图2所示：与实施例1的区别在于，芯管32为格栅芯，格栅芯包括多个呈正方形的网格通道321，每个网格通道321上均开设有内部相互连通的气孔4，气孔4设置于距网格通道321顶部6mm处。
其中，格栅芯的板厚为5mm，形成扳边322。第一面板和第二面板的材质为碳板，芯管的材质为不锈钢，钎料为通过热镀形式获得的锌镀层，通过加热使得锌镀层融化变成液态实现钎焊。
氢气可以从连通的气孔4中排出。
其它结构同实施例1。
实施例3
如图3所示：与实施例2的区别在于，芯管33为格栅芯，格栅芯包括多个呈三角形的网格通道331，在每个三角形网格通道331上均开设有内部相互连通的气孔4，气孔4设置于距芯管顶部15mm处。氢气穿过网格通道331之间的气孔4排出格栅芯外。
第一面板、第二面板和芯管33的材质均为铝合金，格栅芯的每个三角形网格通道331的上端和下端均设有钎料，钎料为通过电镀形式获得的锡锌合金镀层，通过加热使得锡锌合金镀层融化变成液态实现钎焊。钎焊完毕后，格栅芯与第一面板、第二面板之间利用冷氮经孔进行流通冷却而成型。
其它结构同实施例2。
实施例4
如图4所示：与实施例1的区别在于，芯管34为蜂窝芯，蜂窝芯包括多个呈正六边形的网格通道341，每个网格通道上均开设有内部相互连通的气孔4，气孔4设置于距芯管顶部20mm处。氢气穿过每个网格通道341之间的气孔4后排出蜂窝芯外。
蜂窝芯通过打胶形成所述的网格通道341，在未打胶处整体开设孔，通过拉伸成型，拉伸后每个网格通道341上均设有上述的气孔4。
其它结构同实施例1。
实施例5
如图5所示：与实施例1的区别在于，铜钎料6以箔套的形式设于芯管31的翻边5与第一面板、第二面板之间，即铜钎料6包裹住芯管31的翻边5，并向芯管31内延伸，使得芯管31被套住，这样就能够将芯管31牢固定位在面板之间。
另外，气孔4设置于距芯管31顶部30mm处。
其它结构同实施例1。
实施例6
如图6所示：与实施例5的区别在于，铜钎料6’以箔套的形式设于芯管31的翻边5与第一面板1、第二面板2之间，且铜钎料6’在未覆盖芯管的位置处设有镂空61’，如镂空成三角形，这样，能够防止钎焊过程中产生多余的铜钎料6’堆积的现象，大大提高钎焊质量。
另外，气孔4设置于距芯管31顶部40mm处。
其它结构同实施例5。
实施例7
与实施例1的区别在于，每一纵排的芯管之间紧密排列，相邻两纵排芯管之间设有间距，气孔设置于距芯管顶部50mm处，气孔中的氢气从相邻两纵排芯管之间排出管外。
其它结构同实施例1。
实施例8
与实施例1的区别在于，圆管由三角形管代替。三角形管的管壁厚度为8mm，三角形管的上下两端均形成扳边，铜钎料在扳边处与上、第二面板之间进行钎焊。
其它结构同实施例1。
实施例9
与实施例1的区别在于，圆管由正六边形管代替，且若干个正六边形管紧密连接，每个正六边形管的前侧和后侧各开设有气孔，形成贯通的气道，便于氢气排出。
正六边形管的管壁厚度为10mm。
其它结构同实施例1。
实施例10
与实施例1的区别在于，气孔设于芯管的中部，还原气体采用一氧化碳。
其它结构同实施例1。
以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种钎焊夹芯复合板排气结构，包括第一面板、第二面板和设于第一面板、第二面板之间的若干个芯管；其特征在于，所述芯管上设有气孔。
2.根据权利要求1所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述气孔设置于距芯管顶部的距离不大于该芯管长度的1/2处。
3.根据权利要求1所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述气孔设置于距芯管顶部的距离不大于该芯管长度的1/3处。
4.根据权利要求1所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述气孔设置于距芯管顶部3~50mm处。
5.根据权利要求1所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述气孔设置于距芯管顶部5~20mm处。
6.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述芯管的材质为不锈钢、碳钢、铝、铝合金、铜、铜合金、石墨烯中的一种。
7.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述若干个芯管之间间隔排列；或者若干个芯管之间以间隔排列和紧密排列组合的形式布置。
8.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述芯管为单个管体结构，其截面形状为圆形、椭圆形或多边形。
9.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述若干个芯管连接成一体形成格栅芯或者蜂窝芯，所述格栅芯包括多个呈三角形或四边形的网格通道；所述蜂窝芯包括多个呈N边形的网格通道，N≥5，每个网格通道上均设有与其他网格通道相连通的所述气孔。
10.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述芯管的上下两端中至少有一端设有翻边、扳边或折边。
11.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述芯管的上下两端均未设置翻边、扳边或折边。
12.根据权利要求1~5任一项所述的钎焊夹芯复合板排气结构，其特征在于，所述芯管与第一面板、第二面板之间通过钎料进行钎焊连接；所述钎料由电镀或热镀的形式获得；又或者将钎料直接铺设或以箔套的形式设于芯管与第一面板、第二面板之间。
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