CN109317939A - 一种铝合金液冷板的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金液冷板的加工方法。包括以下步骤：步骤1：根据冷板外形尺寸确定毛坯尺寸，分为上、下两个毛坯分别加工。步骤2：加工出冷板流道的外形特征，并且在流道的进出水口位置加工出气孔，出气孔位置与进出水口位置同心，且尺寸小于进出水孔。步骤3：在上、下毛坯的同一角上加工出标记后，进行真空钎焊。步骤4：钎焊后重新找正毛坯中心，以冷板的外轮廓为路径，使用摩擦搅拌焊进行焊接；冷板外形上所有的通腔，和超过分型面的凹腔的轮廓都需要摩擦搅拌焊处理。步骤5：去除多余的材料，加工出冷板外形。本发明的加工方法能够有效地改善液冷板的密封性能，提高产品合格率、降低制作成本，是液冷板封装加工的理想工艺。

Description

一种铝合金液冷板的加工方法

技术领域

本发明属于电子电器散热器制造方法领域，尤其涉及一种铝合金液冷板的加工方法。

背景技术

冷板是电子电器设备散热器件中的一类常用装置，一般由导热系数较高的金属材料例如铝合金或铜合金加工而成，为了增强散热效果通常会在冷板外形上加工出槽道或者加装翅片来增加散热面积。目前，随着高新技术的飞速发展，电子设备的使用环境也越来越多样化、复杂化，电子元器件发热功率密度却越来越大，而尺寸却越来越小，这使得对它们的散热冷却需求越来越难以实现，遇到前所未有的挑战。在一些临海地区的应用环境，空气潮湿，盐浓度大，使用风冷散热会使冷却风在温度、湿热交变的工作环境下出现凝露现象，影响电子设备的正常工作和使用寿命。在这种工作环境下，为了保证设备正常运行，各种电子设备都安装在全金属封闭的机箱中工作，采用水冷散热。

在这样的需求下，水冷板被广泛运用，该种零件内部有复杂的流道，冷却液通过流道流经需要散热的电子原器件带走热量，达到散热的目的。因此水冷板的必须保证良好的气密性。

在传统的钎焊制作水冷板的工艺中，漏气现象大多出现在精加工之后，这是因为，在钎焊时焊料在高温下熔化成液态，液化的焊料在毛细作用下，大多聚集在毛坯边缘形成致密的钎焊层，在有大面积接触的部位则形成疏松多孔的蜂窝状钎焊层。在钎焊完成后毛坯的气密性大都能达到要求，而在后续的精加工中去除了边缘余料，致密的钎焊层也被去掉，很容易出现漏气点，而且没有补焊的方法，只能作报废处理。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种铝合金液冷板的加工方法，解决如何使加工后的冷板气密性优良且使钎焊缝法美观的技术问题。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种铝合金液冷板的加工方法，被加工的液冷板包括基板、覆盖基板的盖板、位于基板内的液冷槽道、液冷槽道的进液口和出液口，制造方法包括以下步骤，

步骤1，按照冷板外形尺寸制备下毛坯、上毛坯；其中下毛坯为基板毛坯，上毛坯为盖板毛坯；

步骤2，在下毛坯上加工出流道特征与出气口；

步骤3，在上、下毛坯的同一角上加工出标记后，进行真空钎焊将两块毛坯焊接成一个整体；

步骤4，对焊接成整体的冷板的外形轮廓、通腔轮廓、底面超过分型面的凹腔的轮廓进行摩擦搅拌焊处理；

步骤5，去除多余的材料，加工出冷板外形。

进一步的，所述步骤1中，毛坯的总尺寸，长度方向单边留余量20mm，宽度方向单边留余量10mm，厚度方向单边留余3mm，以流道的上表面为分型面，分成上、下毛坯分别加工。

进一步的，所述步骤2中，先找正下毛坯的中心，以此作为基准点，保证冷板外形的长、宽都居中与毛坯，不加工冷板外形，先在相应的位置加工出流道特征，在进出水口位置加工出气孔，保证出气孔与进出水口同心，且尺寸小于进出水口。

进一步的，所述步骤3中，在上、下毛坯的同一角上加工出标记，是为了在钎焊之后分别出各个面。

进一步的，所述步骤4中摩擦搅拌焊的正压力是15～25kN，且保证焊接过程中焊核温度保持在所用铝合金材料熔点温度的75％～85％之间。

进一步的，所述冷板内部的槽道结构可选择的设置成S型流道、Z型流道、马赛克流道或双层流道结构。

有益效果：传统的铝合金液冷板真空钎焊工艺，受到了毛细作用的影响，焊料无法均匀分布，且焊接最优的部位恰巧是精加工需要去除的部位，导致了较高的报废了，且无法通过提高设备质量和人员操作经验的来克服，属于不可控的缺陷。总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案克服了目前技术的不足之处，对钎焊后的毛坯，利用摩擦搅拌焊对会发生漏气的边缘进行焊接，精加工后的工件不仅气密性优良，而且看不到钎焊缝，比较美观，一体性强。。

附图说明

图1是液冷板加工示意图。

图2是摩擦搅拌焊路径示意图。

图3是冷板外形示意图。

图中，1.下毛坯、2.上毛坯、12.出气口、13.流道、14.下毛坯标记、22.上毛坯标记。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，本发明公开以下结合附图1、附图2和附图3，对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，一种铝合金液冷板，由下毛坯(1)、上毛坯(2)通过具体的一些工艺制作加工组成。

冷板尺寸：256mm×196mm×37mm，流道厚4mm，居中布置，加工步骤如下：

1、加工毛坯

毛坯总厚度296mm×216mm×43mm，流道在厚度上居中，以流道上表面为分型面，计算得到下毛坯(1)尺寸296mm×216mm×23.5mm，上毛坯(2)尺寸296mm×216mm×19.5mm。

2、加工流道特征(13)

找正下毛坯(1)中心，以此为基准，保证冷板外形的长、宽都居中于毛坯，先不加工冷板外形，只在下毛坯的对应位置加工出冷板流道(13)的外形特征，并且在流道的进出水口位置加工出气孔(12)，出气孔位置与进出水口位置同心，且尺寸小于进出水孔。

3、真空钎焊

钎焊前在上、下毛坯的同一角上加工出标记(14)(22)再进行钎焊。

4、摩擦搅拌焊处理

钎焊后，找正毛坯中心，以此为基准，在毛坯对应位置上以冷板的外形、通腔轮廓为路径，进行摩擦搅拌焊处理，选用搅拌头，焊接转速为1200RPM，焊接速度为100mm/min，正压力为20KN。

5、精加工

找正毛坯的中心，以此为基准，去除多余的材料，加工出冷板外形。

本发明具体实现该技术方案的方法和途径很多，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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种铝合金液冷板的加工方法，被加工的液冷板包括基板、覆盖基板的盖板、位于基板内的液冷槽道、液冷槽道的进液口和出液口，其特征在于，制造方法包括以下步骤，

步骤1，按照冷板外形尺寸制备下毛坯(1)、上毛坯(2)；其中下毛坯为基板毛坯，上毛坯为盖板毛坯；

步骤2，在下毛坯(1)上加工出流道特征(13)与出气口(12)；

步骤3，在上、下毛坯的同一角上加工出标记(14、22)后，进行真空钎焊将两块毛坯焊接成一个整体；

步骤4，对焊接成整体的冷板的外形轮廓、通腔轮廓、底面超过分型面的凹腔的轮廓进行摩擦搅拌焊处理；

步骤5，去除多余的材料，加工出冷板外形。

2.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤1中，毛坯的总尺寸，长度方向单边留余量20mm，宽度方向单边留余量10mm，厚度方向单边留余3mm，以流道的上表面为分型面，分成上、下毛坯分别加工。

3.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤2中，先找正下毛坯(1)的中心，以此作为基准点，保证冷板外形的长、宽都居中与毛坯，不加工冷板外形，先在相应的位置加工出流道特征(13)，在进出水口位置加工出气孔(12)，保证出气孔(12)与进出水口同心，且尺寸小于进出水口。

4.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤3中，在上、下毛坯的同一角上加工出标记(14、22)，是为了在钎焊之后分别出各个面。

5.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤4中摩擦搅拌焊的正压力是15～25kN，且保证焊接过程中焊核温度保持在所用铝合金材料熔点温度的75％～85％之间。

6.按照权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述冷板内部的槽道结构可选择的设置成S型流道、Z型流道、马赛克流道或双层流道结构。