CN114535777A - 一种封口方法和金属板体 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属加工技术领域，公开了一种封口方法，所述方法的加工对象是内部具有空腔的金属材质的板体，所述方法具体为：步骤1：在板体的外框上的任意一侧开设一端延伸到空腔、至少一端延伸到大气的管道；步骤2：采用搅拌摩擦焊接的方法沿开设管道的侧壁的端面实施焊接，将管道封闭；所述管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为锐角；所述搅拌头的下端距离内腔具有预设距离且低于管道与大气连接的一端的高度。该封口方法对于均温板的边框的厚度无要求，能够产生更小的无效宽度，特别适用于大厚度均温板。同时，本发明还公开了一种板体。

Description

一种封口方法和金属板体
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，更具体而言，涉及一种封口方法和金属板体。
背景技术
申请号CN201911408682.9公开了一种应用搅拌摩擦焊的均温板封口方式。由于搅拌焊的焊接深度通常不超过焊缝宽度的1/3，该封口方式存在密封宽度较宽，难以密封大厚度均温板的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种封口方法，该封口方法对于均温板的边框的厚度无要求，能够产生更小的无效宽度，特别适用于大厚度均温板。
本发明的用途不仅仅可用于超导板的制作，在任何的需要避免和大气接触的封口的金属焊接工艺中均适用。
同时，本发明还公开了一种板体。
根据本发明的第一方面，提供了一种封口方法，所述方法的加工对象是内部具有空腔的金属材质的板体，所述方法具体为：
步骤1：在板体的外框上的任意一侧开设一端延伸到空腔、至少一端延伸到大气的管道；
步骤2：采用搅拌摩擦焊接的方法沿开设管道的侧壁的端面实施焊接，将管道封闭；
所述管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为锐角；所述搅拌头的下端距离内腔具有预设距离且低于管道与大气连接的一端的高度。
本实施例所述的金属板体不仅仅限于铝或铝合金，实际上对于铜、铁等金属材质同样适用。
本发明的搅拌摩擦焊工艺为本领域常用的搅拌摩擦焊工艺和设备，对此本实施例对工艺不作过多限制。
本发明中夹角α是指：连线至大气的延伸方向和搅拌头行进方向的夹角；夹角α可选择为1°-60°，优选为3°至45°。
本发明中，板体分为前侧面、后侧面、左边框、右边框、上边框、下边框(对于非方形的板体，可分为前侧面和后侧面以及侧边框)，侧壁的端面是指板体的边框(可为左边框、右边框、上边框、下边框、侧边框任一)不与前侧面、后侧面连接的一侧。
在上述的封口方法中，所述板体为矩形、方形、圆形、椭圆形或非规则形状的板体。
在上述的封口方法中，所述板体的材质为铝合金材质或纯铝材质。
在上述的封口方法中，所述板体为具有至少一个角的板体；
所述管道为T形管道；所述管道具有两个端部延伸到大气；其中一个端部位于角的一侧，另外一个端部位于角的另外一侧；
所述搅拌头沿角的一侧行进焊接并预先将该侧的与大气导通的管道的端部采用金属熔体密封。
当然T形管道并不限于上述的板体，对于圆形、椭圆形或非规则形状的板体均适用。
此外，管道也可以为一根直管道，这种适用于上述任何规格的板体。
在上述的封口方法中，所述步骤1之后且步骤2之前还包括：
步骤10：在管道的端部连接一根硬质的加注管道，通过加注管道对空腔内部抽真空，然后向空腔内注入工作介质，最后将加注管道封闭；
在步骤2结束后，去除加注管道。
在上述的封口方法中，所述搅拌头的下端距离板体的外框的表面的距离为板体的外框的厚度的0.3-0.8倍。
在上述的封口方法中，所述管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为3°至45°。
同时，本发明还公开了一种金属板体，所述金属板体为内部具有空腔的板体，采用如上任一所述方法加工得到；
所述板体内的管道采用搅拌摩擦焊接的方法部分封闭。
本发明上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
CN201911408682.9示出了一种管道和搅拌头行进方向垂直的焊接方式，由于焊接宽度和焊接深度的比例问题，其导致的问题就是对于较厚的板体，其边框宽度加大，同时，这种焊接方式密封点只有一个，密封效果值得商榷。
本案采用了管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为锐角的设计，在搅拌头行进的时候，和管道的部分接触，且从板体的外框的端面实施焊接，对板体的外框的宽度没有限制，并且焊接点会持续密封管道的一段，密封效果好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
图1是本发明的实施例1的步骤1加工后的结构图；
图2是本发明的实施例1的步骤2的焊接示意图(省略了加注管道)；
图3是本发明的实施例2的步骤2的焊接示意图(省略了加注管道)。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。
实施例1
参照图1和2所示，一种封口方法，所述方法的加工对象是内部具有空腔的纯铝材质的板体，该板体为矩形，但是，实际上本实施例可用于任何形状的板体，本实施例的板体包括：前侧面1、后侧面、外框2，外框2不与前侧面1、后侧面连接的一侧为该外框2的端面3，本实施例的外框2为矩形外框。
所述方法具体为：
步骤1：在板体的外框2上的任意一侧开设一端延伸到空腔、至少一端延伸到外框2的端面并与大气导通的管道4；
该管道4为直线管道4，该管道4至大气的延伸方向和该管道4所在的侧壁的端面的延伸方向的夹角大约为10°；
该空腔可以是内壁具有毛细槽的空腔，也可以是光滑的空腔；
本实施例的空腔中填充有在工作温度下可相变的介质，为了提高导热性能，应该避免在介质中避免存在不凝气体，比如氧气、氮气等，所以在加注过程、封口过程中应当严格注意与大气隔绝，基于此背景，提出本案的封口方案。
步骤10：在管道4的端部通过焊接的方式连接一根硬质的加注管道5，通过加注管道5对空腔内部抽真空，然后向空腔内注入工作介质，最后将加注管道5封闭；
加注管道5的封闭方式是可以将其夹扁，或在加注管道5上加设阀门，关闭阀门即为封闭。
步骤2：采用搅拌摩擦焊接的方法沿开设管道4的侧壁的端面实施焊接，将管道4封闭；
搅拌头6的规格所形成的熔池大小要大于管道4的直径；
搅拌头6的行进方向为：先经过管道4延伸至空腔的一端的位置，再继续行进。
所述搅拌头6的下端距离内腔具有预设距离且低于管道4与大气连接的一端的高度。
预设距离可依据下述规定计算：搅拌头6的下端距离板体的外框2的表面的距离为板体的外框2的厚度的0.3倍。
步骤20：切割去除加注管道5。
实施例2
参考图3，与实施例1大体相同，不同的地方在于：所述管道4为T形管道4；所述管道4具有两个端部延伸到大气；其中一个端部位于角的一侧，另外一个端部位于角的另外一侧；
所述搅拌头6沿角的一侧行进焊接并预先将该侧的与大气导通的管道4的端部采用金属熔体7密封。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种封口方法，所述方法的加工对象是内部具有空腔的金属材质的板体，其特征在于，所述方法具体为：
步骤1：在板体的外框上的任意一侧开设一端延伸到空腔、至少一端延伸到大气的管道；
步骤2：采用搅拌摩擦焊接的方法沿开设管道的侧壁的端面实施焊接，将管道封闭；
所述管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为锐角；所述搅拌头的下端距离内腔具有预设距离且低于管道与大气连接的一端的高度。
2.根据权利要求1所述的封口方法，其特征在于，所述板体为矩形、方形、圆形、椭圆形或非规则形状的板体。
3.根据权利要求1所述的封口方法，其特征在于，所述板体的材质为铝合金材质或纯铝材质。
4.根据权利要求1所述的封口方法，其特征在于，所述板体为具有至少一个角的板体；
所述管道为T形管道；所述管道具有两个端部延伸到大气；其中一个端部位于角的一侧，另外一个端部位于角的另外一侧；
所述搅拌头沿角的一侧行进焊接并预先将该侧的与大气导通的管道的端部采用金属熔体密封。
5.根据权利要求1所述的封口方法，其特征在于，所述步骤1之后且步骤2之前还包括：
步骤10：在管道的端部连接一根硬质的加注管道，通过加注管道对空腔内部抽真空，然后向空腔内注入工作介质，最后将加注管道封闭；
在步骤2结束后，去除加注管道。
6.根据权利要求1-5任一所述的封口方法，其特征在于，所述搅拌头的下端距离板体的外框的表面的距离为板体的外框的厚度的0.3-0.8倍。
7.根据权利要求1-5任一所述的封口方法，其特征在于，所述管道的两端的连线与实施焊接的搅拌头的行进方向的夹角α为3°至45°。
8.一种金属板体，其特征在于，所述金属板体为内部具有空腔的板体，采用如权利要求1-7任一所述方法加工得到；
所述板体内的管道采用搅拌摩擦焊接的方法部分封闭。
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