CN110167321A - 一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法 - Google Patents

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许辉
汤化伟
鲍宏伟
尹玉环
俞忠
赵慧慧
于静
李丹
夏佩云
徐奎
王毅
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
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Abstract

本发明涉及一种冷却水道贯通的液冷机箱，包括箱体主箱体，所述箱体主箱体包括四个面板，所述面板为水道板，每个水道板的水道相互贯通，主箱体有进水口和出水口，与贯通水道板的水道连接，每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；主箱体采用搅拌摩擦焊方法拼焊，采用机加工方法加工侧面水道板的贯通口，且采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道，箱体内部设置相应的卡槽或装配面，用于装配冷却的电子设备。本发明通过合理设计水道贯通口结构及加工顺序，利用搅拌摩擦焊焊接变形小、焊接厚度大、焊缝缺陷少的优势，实现机箱冷却水道的贯通，有效地解决目前机箱漏水、可靠性差的问题，制造方法可靠，冷却效果极佳，是电子设备的集成、冷却首选。

Description

一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法，尤其涉及电子设备机箱。
背景技术
冷却水道贯通的焊接机箱是一种多面有冷却通道、通过流通的冷却液循环冷却的机箱，主要用于电子设备的集成与散热。多面冷却结构的液冷机箱多采用钎焊的方法将多面水道板拼焊为机箱，由于钎焊焊缝合格率低、耐腐蚀性差等原因，造成液冷机箱在工作过程中出现冷却液泄露的问题，严重威胁安装在机箱内部的电子元器件，需对该类型的液冷机箱制造工艺进行改进。
搅拌摩擦焊作为一种新型的绿色固相焊接技术，具有焊接变形小、焊接厚度大、焊缝合格率高的优点，是水道贯通型液冷机箱的理想焊接方法，需要通过合理的工艺流程及结构设计实现水道贯通型液冷机箱的搅拌摩擦焊制造。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法。
本发明是通过以下技术方案实现的一种冷却水道贯通的液冷机箱及，包括箱体主箱体；所述箱体主箱体包括四个面板以及相应的水道盖板，所述面板为水道板，每个面板的水道相互贯通并连接进出口，通过进出口实现箱体各个面板中水道的循环冷却；每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；箱体主箱体采用搅拌摩擦焊方法拼焊，采用机加工方法加工侧面水道板的贯通口，且采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道，箱体内部设置相应的卡槽或装配面，用于装配冷却的电子设备。
进一步，首先加工水道腔体及盖板，水道腔体为锁底形式，盖板与水道腔体尺寸匹配，并能顺利放入水道腔体，腔体锁底台阶宽度应≥(3mm或焊接厚度一半的最小值)，防止焊接塌陷，机箱材料一般采用热导率较高的金属，如铝合金、铜合金等。
一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法，包括如下步骤：
第一步，将箱体分解为四个面板，左右面板为水道板，并加工水道腔体及盖板；
第二步，每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；
第三步，采用搅拌摩擦焊方法拼焊箱体；
第四步，采用机加工方法加工左右水道板的贯通口，并加工水道腔体及盖板；
第五步，采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道；
第六步，机加工去除外表面的焊接飞边及余量。
所述第一步中将箱体分解为四个面板，其中左右面板为水道板，并根据散热需要设计水道结构，加工水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为(-0.05～-0.1)；水道腔体宽度为正公差，公差范围为(0～+0.05)，腔体锁底台阶宽度应≥(3mm或焊接厚度一半的最小值)；
所述第二步中采用搅拌摩擦焊方法焊接水道板，实现水道板的密封，需预留工艺通气孔，可设置在后续水道贯通处；
所述第三步中采用搅拌摩擦焊方法拼焊箱体，在水道贯通处的焊缝需焊透，且焊接厚度需大于后续加工贯通口深度2mm以上，确保加工贯通口后水道的密封；
所述第四步中采用机加工方法在上板上加工左右水道板的贯通口，贯通口需打通左右水道板的水道，并在上板上加工出水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为(-0.05～-0.1)；水道腔体宽度为正公差，公差范围为(0～+0.05)，确保盖板能够顺利放入腔体，腔体锁底台阶宽度应≥(3mm或焊接厚度一半的最小值)。
本发明的冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法，与现有技术相比，其优点在于：
一、通过使用搅拌摩擦焊方法提高了液冷机箱焊缝的强度、密封性及耐腐蚀性能，从而提高了水道贯通型液冷机箱的密封性及寿命。
二、本发明提出的冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法，制造效率高、质量稳定性高、冷却效果佳、适用性强。
附图说明
图1为本发明的一种冷却水道贯通的液冷机箱及其制造方法拆分示意图；
图2为左右水道板焊缝示意图；
图3为箱体拼焊焊缝示意图；
图4为水道贯通口加工示意图；
图5为贯通口焊接示意图；
图6为本发明的冷却水道贯通型液冷机箱的制造流程图。
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1-5所示，
本发明实施例的一种冷却水道贯通的液冷机箱，包括箱体主箱体；图中：1为左右水道板的盖板、2为左右水道板、3为上板、4为下板、5为水道腔体；6为水道盖板与腔体的焊接接头；7为箱体拼焊的焊接接头；8为水道贯通口及腔体、9为水道盖板；10为贯通口焊缝、11为水道进出口；
如图6所示，本实施例提供的水道贯通型液冷机箱的搅拌摩擦焊制造方法，包括如下步骤：
第一步，将箱体分解为四个面板，左右面板为水道板，并加工水道腔体及盖板；
第二步，每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；
第三步，采用搅拌摩擦焊方法拼焊箱体；
第四步，采用机加工方法加工左右水道板的贯通口，并加工水道腔体及盖板；
第五步，采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道；
第六步，机加工去除外表面的焊接飞边及余量。
具体为：
第一步，将箱体分解为四个面板，其中左右面板为水道板，并根据散热需要设计水道结构，加工水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为(-0.05～-0.1)；水道腔体宽度为正公差，公差范围为(0～+0.05)，腔体锁底台阶宽度应≥(3mm或焊接厚度一半的最小值)；
第二步，采用搅拌摩擦焊方法焊接水道板，实现水道板的密封，需预留工艺通气孔，可设置在后续水道贯通处；
第三步，采用搅拌摩擦焊方法拼焊箱体，在水道贯通处的焊缝需焊透，且焊接厚度需大于后续加工贯通口深度2mm以上，确保加工贯通口后水道的密封；
第四步，采用机加工方法在上板上加工左右水道板的贯通口，贯通口需打通左右水道板的水道，并在上板上加工出水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为(-0.05～-0.1)；水道腔体宽度为正公差，公差范围为(0～+0.05)，确保盖板能够顺利放入腔体，腔体锁底台阶宽度应≥(3mm或焊接厚度一半的最小值)。
第五步，将盖板装配于腔体，并采用搅拌摩擦焊的方法密封；
第六步，机加工去除焊缝表面的飞边及余量，并加工进、出水口。
经上述方法实施后，实现了水道贯通型液冷机箱的搅拌摩擦焊制造。
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 (9)

1.一种冷却水道贯通的液冷机箱，其特征在于：包括箱体主箱体；
所述箱体主箱体包括四个面板以及相应的水道盖板，所述面板为水道板，每个面板的水道相互贯通并连接进出口，通过进出口实现箱体各个面板中水道的循环冷却；每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；
箱体主箱体采用搅拌摩擦焊方法拼焊，采用机加工方法加工侧面水道板的贯通口，且采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道，箱体内部设置相应的卡槽或装配面，用于装配冷却的电子设备。
2.如权利要求1所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱，其特征在于：所述水道腔体为锁底形式，水道盖板与水道腔体尺寸匹配，并能顺利放入水道腔体。
3.如权利要求2所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱，其特征在于：所述水道腔体的腔体锁底台阶宽度应≥3mm或焊接厚度一半的最小值。
4.如权利要求1所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱，其特征在于：机箱材料采用铝合金、铜合金。
5.基于权利要求1所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，将箱体分解为四个面板，左右面板为水道板，并加工水道腔体及盖板；
第二步，每个水道板采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭；
第三步，采用搅拌摩擦焊方法拼焊箱体；
第四步，采用机加工方法加工左右水道板的贯通口，并加工水道腔体及盖板；
第五步，采用搅拌摩擦焊方法焊接封闭贯通面的水道；
第六步，机加工去除外表面的焊接飞边及余量。
6.如权利要求5所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱的制造方法，其特征在于：所述第一步中根据散热需要设计水道结构，加工水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为-0.05～-0.1；水道腔体宽度为正公差，公差范围为0～+0.05，腔体锁底台阶宽度应≥3mm或焊接厚度一半的最小值。
7.如权利要求5所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱的制造方法，其特征在于：所述第二步中预留工艺通气孔，设置在后续水道贯通处。
8.如权利要求5所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱的制造方法，其特征在于：所述第三步中焊透在水道贯通处的焊缝，且焊接厚度大于后续加工贯通口深度2mm以上，确保加工贯通口后水道的密封。
9.如权利要求5所述的一种冷却水道贯通的液冷机箱的制造方法，其特征在于：所述第四步中贯通口需打通左右水道板的水道，并在上板上加工出水道腔体及盖板，水道盖板宽度为负公差，公差范围为-0.05～-0.1；水道腔体宽度为正公差，公差范围为0～+0.05，确保盖板能够顺利放入腔体，腔体锁底台阶宽度应≥3mm或焊接厚度一半的最小值。
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