CN111660025A - 一种多腔式均温板的封口焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多腔式均温板的封口焊接方法及结构，该均温板包括一个平板状的内部充注有工质的铝合金腔体，所述铝合金腔体的内部具有若干并列设置的支撑体，其两端分别于铝合金腔体上内壁和下内壁接触；所述铝合金腔体的两端封口处经过焊接工艺密封处理，形成表面光滑的焊接端；本发明提供的均温板封口焊接方法，其封口端经过焊接处理后，均温板的无效端缩短，密封性能进一步提升，即使在折弯加工或者实际应用的震动场景中，封口端不会发生泄漏，使均温板有更短的无效端，更高的可靠性。

Description

一种多腔式均温板的封口焊接方法
技术领域
本发明涉及均温板技术领域，特别涉及一种多腔式均温板的封口焊接方法。
背景技术
目前应用相变传热技术的导热体通常被称为铜热管和均温板，铜热管和均温板的工作原理如下：当铜热管或者均温板的一端受热时，其内部填充的传热介质 ( 通常为工业纯水或者丙酮 ) 就会受热汽化成汽相流体，汽相流体通过内部的微槽结构迅 速地把热量传递至铜热管或者均温板的另一端或其他部位。
当汽相流体到达冷凝端时，会遇冷凝结成液体，释放汽化潜热，此时液相流体由内部的毛细微槽群回流至受热端，这样，通过介质的不断冷凝蒸发循环，就实现了铜热管或者均温板的快速传热、散热功能微通道多腔阵列式铝均温板应用范围广，结构简单，导热性能优异，原材料通过模具获得，成本低，性价比高。
如图1所示，现有结构均温板密封采用压合密封，封口处只是通过材料变形成密封，高压时容易泄露，封口处极其锋利容易伤人，均温板做折弯工艺时容易将密封口撕裂开造成泄露失效，特别是实际应用过程中，由于机台设备在运作的过程中产生震动，均温板长期在震动环境中时，容易与之发生共振，导致封口处泄露，存在较大安全隐患。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种多腔式铝均温板的封口焊接方法及结构，以解决上述问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
将已有毛细结构或无毛细结构的多腔阵列式铝均温板的每个空腔的一端先压合密封，形成封口端；
对一端已经密封的多腔阵列式铝均温板的每个空腔抽真空并灌注工作液体；
将已灌注工作液体的多腔阵列式铝均温板的灌注端压扁密封，阻止空气进入或内部工作液体漏出；
将压合密封的多腔阵列式铝均温板置于低温环境中降温，使内部工作液体凝固；
待工作液体凝固后，将多腔阵列式铝均温板置于真空环境中焊接，形成焊接端。
进一步的技术方案中，所述低温环境低于工作液体的凝固温度。特别地，该温度为使用液氮冷却均温板时所能达到的温度。
进一步的技术方案中，所述真空环境的真空度小于10Pa。
进一步的技术方案中，所述焊接方式为氩弧焊，或激光焊，或等离子焊，或冷金属过渡焊。
进一步的技术方案中，焊接处理后，所述多腔式铝均板的焊接端比封口端的长度短。
进一步的技术方案中，所述低温环境的营造方式为使用低温制冷机，或冷板冷却所述多腔阵列式铝均温板。
进一步的技术方案中，采用冷板营造低温环境时，使用通有液氮的金属夹具冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端；采用低温制冷机营造低温环境时，使用连接低温制冷机的金属夹具冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端。
进一步的技术方案中，使用氩弧焊焊接时，使用空心的钨针焊接产品，氩气通过空心钨针的空腔流出，特别地，该空心钨针的空腔位于钨针的一侧，朝向焊接前进的方向。该钨针内的空腔也可以位于钨针的中心。
进一步的技术方案中，所述多腔阵列式铝均温板在焊接后，焊接端为圆弧状，且各处的厚度均匀统一，或不统一。
进一步的技术方案中，所述焊接端的焊缝沿焊接方向呈波浪状，或呈鳞片叠压状；所述焊接端的圆弧直径小于，或大于，或等于所述均温板的厚度。
本发明的有益效果在于：在铝合金腔体两端压合密封的基础上，通过焊接工艺将密封口处作进一步焊接处理，形成表面光滑的焊接端，防止封口端割手伤人；另外封口端经过焊接处理后，密封强度进一步提升，即使在折弯加工或者实际应用的震动场景中，封口端不会发生泄漏，均温板安全性提高；同时本发明提供一种新的焊接工艺，通过冻结液态工质，设置真空环境及使用液氮冷却的焊接机构，解决焊接时焊接面的塌陷难题，使焊接后的铝均温板密封强度更高，无效长度更短，产品更可靠，寿命更长。
附图说明
图1是现有技术均温板两端压合密封后的结构示意图；
图2是多腔式铝均温板的结构示意图；
图3是本发明的多腔阵列式铝均温板截面结构示意图；
图4是本发明的多腔阵列式铝均温板截面结构示意图；
图5是本发明的实施例1结构示意图；
图6是本发明的实施例2结构示意图；
图7是本发明的实施例3结构示意图；
图8是本发明的实施例4结构示意图；
图9是本发明的均温板焊接前的结构示意图；
图10是本发明的均温板焊接后的结构示意图。
图中，铝合金腔体1，封口端11，支撑体2，焊接端3，毛细结构4，固定治具5，底座吸热块51，表面吸热块52，焊枪6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图2-4所示，一种多腔式铝均温板，包括一平板状的内部充注有工作液体的铝合金腔体1，所述铝合金腔体1的内部具有若干并列设置的支撑体2，其两端分别于铝合金腔体1上内壁和下内壁接触；所述铝合金腔体1的两端封口处经过焊接工艺密封处理，形成表面光滑的焊接端3。
如图3所示为均温板的截面图，在实施例中，所述铝合金腔体1的内壁和/或所述支撑体2的表面均布有毛细结构4。
如图4所示为均温板的截面图，在实施例中，所述毛细结构4为不规则的锯齿状或规则的柱状。
实施例1：
如图5所示，所述焊接端圆弧状的直径小于均温板厚度。
实施例2：
如图6所示，所述焊接端3为圆弧状，且各处的厚度均匀统一。
实施例3：
如图7所示，所述焊接端3为圆弧状，且圆弧的直径接近或大于均温板的厚度。
实施例4：
如图8所示，所述焊接端3为平板状，焊接端3与铝合金腔体1的连接处为光滑的圆角。
上述所有实施例中，所述焊接端的焊缝沿焊接方向呈波浪状，或呈鳞片叠压状。
由于在常温状态下均温板内为负压的状态，因此采用普通焊接方式对均温板的封口处进行密封焊接时，因为焊接时电弧的高温容易使得材料融化，内部为负压的均温板将封口处的材料往内吸，使得焊接端坍塌变形，无法形成光滑的表面。
为使得均温板的焊接端形成上述实施例中的光滑表面，本发明提供一种多腔式铝均温板的封口焊接方法，如图9所示，包括以下步骤：
将铝合金腔体1坯料进行前处理，前处理为超声波清洗，以除去坯料表面和腔体内部的油污以及杂质，除油除杂完毕后进行烘干处理，烘干温度为150℃。
将已有毛细结构或无毛细结构的多腔阵列式铝合金腔体1的一端先压合密封，形成封口端，将铝合金腔体1内部每一个空腔都进行并充注工作液体；并且将开放的另一端也作压扁密封，阻止空气进入或内部工作液体漏出，形成如图1所示的结构；将经过上述步骤处理的铝合金腔体1作冷却处理，在冷却处理的过程中，需要营造一个低温环境，营造低温环境的方法有两种，第一种是使用通有液氮的金属固定夹具5冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端；固定治具5包括液氮底座吸热块51和液氮表面吸热块52，固定时，将铝合金腔体1置于液氮底座吸热块51和液氮表面吸热块52之间并将其夹紧，然后焊接设备的焊枪6在封口端上方进行焊接；焊接过程中电流调整为20-200A，焊接速度为50-500mm/min。
第二种营造低温的方法是采用低温制冷机营造低温环境时，使用连接低温制冷机的金属固定夹具5冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端，如图10所示。
为了进一步提高焊接的质量，在营造低温环境的同时，还需要营造一个相对真空的环境，真空度要求由于10Pa；焊接方式可以采用为氩弧焊，或激光焊，或等离子焊，或冷金属过渡焊。使用氩弧焊焊接时，使用空心的钨针焊接产品，氩气通过空心钨针的空腔流出，特别地，该空心钨针的空腔位于钨针的一侧，朝向焊接前进的方向。该钨针内的空腔也可以位于钨针的中心。
经过焊接处理后，均温板可形成如图2所示的多种结构，总体而已，两焊接端的长度比封口端的长度短，而且更加光滑圆润，不割手，原因是低温环境的作用，有效地吸收了大量焊接过程中产生的热量，从而确保了焊过程中均温板内部的工作液体不会融化，确保焊接端在焊接的过程中形成光滑的表面，不会受到工作液体的干扰，从而保证焊接质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
将已有毛细结构或无毛细结构的多腔阵列式铝均温板的每个空腔的一端先压合密封，形成封口端；
对一端已经密封的多腔阵列式铝均温板的每个空腔抽真空并灌注工作液体；
将已灌注工作液体的多腔阵列式铝均温板的灌注端压扁密封，阻止空气进入或内部工作液体漏出；
将压合密封的多腔阵列式铝均温板置于低温环境中降温，使内部工作液体凝固；
待工作液体凝固后，将多腔阵列式铝均温板置于真空环境中焊接，形成焊接端。
2.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述低温环境低于工作液体的凝固温度。特别地，该温度为使用液氮冷却均温板时所能达到的温度。
3.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述真空环境的真空度小于10Pa。
4.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述焊接方式为氩弧焊，或激光焊，或等离子焊，或冷金属过渡焊。
5.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：焊接处理后，所述多腔式铝均温板的焊接端比封口端的长度短。
6.根据权利要求2述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述低温环境的营造方式为使用低温制冷机，或冷板冷却所述多腔阵列式铝均温板。
7.根据权利要求6所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：采用冷板营造低温环境时，使用通有液氮的金属夹具冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端；采用低温制冷机营造低温环境时，使用连接低温制冷机的金属夹具冷却多腔阵列式铝均温板的焊接端。
8.根据权利要求4所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：焊接方式选用氩弧焊，使用空心的钨针焊接产品，氩气通过空心钨针的空腔流出，该空心钨针的空腔位于钨针的一侧，朝向焊接前进的方向，或该钨针内的空腔位于钨针的中心。
9.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述多腔阵列式铝均温板在焊接后，焊接端为圆弧状，且各处的厚度均匀统一，或不统一。
10.根据权利要求1所述的一种多腔式均温板的封口焊接方法，其特征在于：所述焊接端的焊缝沿焊接方向呈波浪状，或呈鳞片叠压状；所述焊接端的圆弧直径小于，或大于，或等于所述均温板的厚度。
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