CN116234277A - 一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气元件技术领域，具体涉及一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法。本发明提供了一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，盖板和底板对称设置，盖板上开设有一与管路总成相适配的上凹槽；底板上开设有一与管路总成相适配的下凹槽，下凹槽与上凹槽对称设置；管路总成固定在上凹槽和下凹槽内；钎料片设置在盖板和底板之间，钎料片适于连接固定盖板和底板；通过在盖板和底板之间内嵌不锈钢管路总成，不仅提高了底板和盖板的结构强度，同时，不锈钢管路总成流道内部光洁度高、流阻更小，提高了散热效果；同时，对盖板和底板之间的焊接工艺要求降低，节约了操作流程，降低了检测成本，提高了生产效率。

Description

一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法

技术领域

本发明涉及电气元件技术领域，具体涉及一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法。

背景技术

常规铝钎焊水冷板作为热管理领域的一项前沿技术，正逐步由技术研发走向市场应用，具有广阔的市场前景。目前已经被汽车工业、雷达电子、超算领域广泛使用，该类产品采用铝合金真空钎焊工艺进行制造生产，具有一定的轻量化、换热效率高的特点。但是，为避免产品的泄漏风险，对焊接质量提出了较高的要求，一般要求对焊接面进行超声波检测，流道沿周3mm范围内焊合率100%；其余部分焊合率达到85%以上，爆破强度要求2.1MPa以上。

由于铝合金钎焊的温度接近铝合金母材的液相线，钎焊时铝合金表面会产生冶金反应，预加工的流道内壁粗糙度会变大而影响水冷板的流阻，同时铝合金钎焊时需要施加一定的压力，流道会产生压缩变形、塌陷，故常规铝合金水冷板流阻会偏大于仿真计算的数值。

另外由于常规铝合金水冷板钎焊后流道光洁度变差，冷却系统长期运行容易在流道内壁产生污垢，对冷却介质要求更高，相应的系统维护成本也高。

由于不同金属间存在电化学腐蚀现象，液冷系统使用常规铝合金钎焊冷板后就不能在同系统使用铜合金等材料，故常规铝合金钎焊水冷板应用受限比较普遍。因此，研发一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板及工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，包括：

盖板、底板、钎料片和管路总成，所述盖板和所述底板对称设置，所述盖板上开设有一与管路总成相适配的上凹槽；

所述底板上开设有一与所述管路总成相适配的下凹槽，所述下凹槽与所述上凹槽对称设置；

所述管路总成固定在所述上凹槽和所述下凹槽内；

所述钎料片设置在所述盖板和所述底板之间，所述钎料片适于连接固定所述盖板和所述底板。

作为优选，所述盖板和所述底板均呈矩形，且所述盖板和所述底板材质均为3A21/6061或6063铝合金。

作为优选，所述管路总成呈“S”型，且所述管路总成一体化折弯成型；

所述管路总成为304或316L不锈钢材质。

作为优选，所述钎料片为双面包覆层复合材料4104/6063或4104。

作为优选，所述盖板上开设有若干上通孔，每两所述通孔对称设置在所述上凹槽的两侧。

作为优选，所述底板上开设有若干下通孔，一个下通孔对应一个上通孔，每两所下通孔对称设置在所述下凹槽的两侧。

作为优选，所述盖板上还开设有两定位孔，所述定位孔设置在所述盖板靠近所述管路总成的两端；

所述底板上开设有与所述定位孔相适配的固定孔；

所述盖板上还设置有一调节定位件，所述调节定位件可转动的设置在所述定位孔内，所述调节定位件下端与所述固定孔联动，且所述调节与所述管路总成相适配；其中，

管路总成放置在下凹槽后，将钎料片放置在底板上，将盖板盖合在底板上；

调节定位件插入所述定位孔内，逆时针转动所述调节定位件，所述调节定位件适于拉紧所述盖板和所述底板。

作为优选，所述调节定位件包括：定位盘和转动柱，所述转动柱外径不大于所述定位孔的内径；

所述定位盘螺纹固定在所述转动柱的上端部，且所述定位盘的外径大于所述定位孔的内径；

所述转动柱沿周向开设有一限位槽，所述限位槽的开槽宽度自一端向逆时针转动的另一端逐渐增加；其中，

转动柱插入所述固定孔内后，逆时针转动所述定位盘，所述定位盘适于推动所述盖板向所述底板方向移动；同时，所述限位槽的两侧壁与所述管路总成外壁相抵。

作为优选，所述固定孔内固定有一螺纹柱；

所述转动柱下端开设有一与所述螺纹柱相适配的螺纹孔。

作为优选，所述下凹槽包括若干纵向槽和若干横向槽，所述纵向槽的内径与所述管路总成外径相一致；

所述横向槽的内径大于所述管路总成的外径，且每所述横向槽远离所述管路总成端部的一侧设置有一压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述管路总成侧壁相抵。

作为优选，所述管路总成的两端分别为进水口和出水口，所述进水口和所述出水口的端部外壁套定有一连接软管；其中，

进水口进入的水流速度大于设定值时，水流适于推动所述管路总成向远离所述连接软管的方向水平滑动；

管路总成带动所述转动柱继续逆时针转动，所述连接软管同步向内收缩。

另一方面，本发明还提供了一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的工作方法，将管路总成放置在所述底板上，以使所述管路总成设置在所述下凹槽内，且使得所述压缩弹簧与所述管路总成的侧壁相抵；

在将钎料片放置在所述底板上，最后将所述盖板盖合在所述钎料片上；

将转动柱卡在管路总成侧壁，以使管路总成插入所述限位槽内，在将转动柱自向向上插入所述定位孔内，在将定位盘螺纹固定在所述转动柱上端；在将转动柱下端插入所述固定孔内，并使所述螺纹孔插入所述螺纹柱内，此时所述管路总成位于所述限位槽一侧；

逆时针转动所述定位盘，所述转动柱逐渐与所述螺纹柱螺纹连接，并所述定位盘推动所述盖板向所述底板方向移动，以对盖板和底壁进行预固定；同时，所述限位槽的两侧壁与管路总成的外壁相抵，以对管路总成进行限位固定。

本发明的有益效果是，本发明的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，通过在盖板和底板之间内嵌不锈钢材质的管路总成，不仅使得盖板和底板散热效果好，耐压高，同时可以避免渗漏、变形、鼓包等风险；而且，不锈钢材质的管路总成的设置，不仅提高了结构强度，同时不锈钢材质的管路总成具有耐压高，流道内部光洁度高，流阻小的优点；内嵌不锈钢管路总成铝钎焊盖板和底板虽然采用的是铝合金水冷板钎焊工艺，但是对铝合金钎焊无流道气密性要求，相应的对铝合金的钎焊质量要求降低了，操作过程方便实现机械化、自动化、能耗低，对作业环境要求低；同时，降低了检测成本，提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的立体图；

图2是本发明的管路总成放置在底板上的立体图；

图3是本发明的底板的立体图；

图4是本发明的调节定位件和底板的爆炸图；

图5是本发明的调节定位件的立体图；

图6是本发明的调节定位件的剖视图；

图7是本发明的调节定位件插入固定孔内示意图；

图8是本发明的调节定位件预固定盖板和底板的示意图；

图9是本发明的调节定位件和连接软管的示意图。

图中：

1、盖板；10、上通孔；

2、底板；21、下凹槽；210、纵向槽；211、横向槽；22、下通孔；23、固定孔；24、螺纹柱；

3、管路总成；31、进水口；32、出水口；33、连接软管；

4、调节定位件；41、定位盘；42、转动柱；43、限位槽；44、螺纹孔。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一，如图1至图9所示，本发明提供了一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的，包括：盖板1、底板2、钎料片和管路总成3，所述盖板1和所述底板2对称设置，所述盖板1上开设有一与管路总成3相适配的上凹槽；所述底板2上开设有一与所述管路总成3相适配的下凹槽21，所述下凹槽21与所述上凹槽对称设置；所述管路总成3固定在所述上凹槽和所述下凹槽21内；所述钎料片设置在所述盖板1和所述底板2之间，所述钎料片适于连接固定所述盖板1和所述底板2。在通过钎料片将盖板1和底板2焊接时，采用真空钎焊工艺进行制造，具有换热效率高、内腔清洁等特点；所述盖板1和所述底板2均呈矩形，且所述盖板1和所述底板2材质均为3A21/6061或6063铝合金。盖板1与底座可以采用铝合金锻件也可以由铝板CNC加工获得；而所述上凹槽和所述下凹槽21采用成型刀加工获得，对机加工设备要求低，生产效率高，加工成本低。

为了提高盖板1和底板2之间的结构强度，所述管路总成3呈“S”型，且所述管路总成3一体化折弯成型；所述管路总成3为304或316L不锈钢材质。不锈钢材质的管路总成3作为水流道，具有耐压高，流道内部光洁度高，流阻小的优点。由于铝合金钎焊温度远低于不锈钢母材的液相线，且在真空环境下钎焊，不锈钢管路总成3在铝合金的钎焊温度下状态稳定，内壁粗糙度不会发生改变，流道内壁表面不会产生冶金反应，流道光洁度高，流阻小，不会影响产品的流阻特性；不锈钢管路总成3在钎焊时不会被压缩变形、塌陷：内嵌不锈钢管路总成3的铝钎焊盖板1和底板2在钎焊时，由于不锈钢管的膨胀系数小，强度大，钎焊时管路总成3没有压缩变形、塌陷现象，管路总成3的流阻可以得到保证；内嵌不锈钢管路总成3铝合金钎焊盖板1和底板2钎焊后管路总成3内部光洁度好，长期运行不容易产生污垢，对冷却介质要求不高，相应的系统维护成本低。

内嵌不锈钢管路总成3铝合金钎焊盖板1和底板2应用范围更广，由于冷却介质只在不锈钢管道总成内运行，没有与铝合金直接接触，而不锈钢材料性质稳定，液冷系统可以有铜合金等其他金属存在，故液冷系统可使用的元器件选择范围加大。不锈钢管路总成3采用一体折弯成型、高温镍基钎料钎焊焊接，工艺成熟度高，焊接质量可靠稳定。同时，由于内嵌不锈钢管路总成3，盖板1和底板2之间的结构强度提升，能够满足更加严苛的抗振、抗冲击要求。

进一步的，所述钎料片为双面包覆层复合材料4104/6063或4104。钎料片为双面包覆层复合材料，可以采用成型模具裁切获得，也可以采用激光切割制备。同时，钎料片与盖板1和底板2的尺寸相一致。

为了提高散热效率，所述盖板1上开设有若干上通孔10，每两所述通孔对称设置在所述上凹槽的两侧。所述底板2上开设有若干下通孔22，一个下通孔22对应一个上通孔10，每两所下通孔22对称设置在所述下凹槽21的两侧。不锈钢管路总成3耐压性能优，局部换热效率高，无渗漏失效的风险：局部换热效率高，而上通孔10和下通孔22可以无限接近管路总成3，故此区域的换热效率提高明显。

为了提高对盖板1和底板2之间的预固定效果，所述盖板1上还开设有两定位孔，所述定位孔设置在所述盖板1靠近所述管路总成3的两端；所述定位孔开设在所述盖板1靠近所述管路总成3的进水口31和出水口32处，且所述定位孔均设置在所述管路总成3的左侧；所述定位孔和所述上凹槽连通；所述底板2上开设有与所述定位孔相适配的固定孔23；盖板1盖合在所述底板2上时，所述固定孔23和所述定位孔重叠；所述盖板1上还设置有一调节定位件4，所述调节定位件4为可拆卸的设置在所述盖板1上；所述调节定位件4可转动的设置在所述定位孔内，所述调节定位件4下端与所述固定孔23联动，且所述调节与所述管路总成3相适配；其中，管路总成3放置在下凹槽21后，将钎料片放置在底板2上，将盖板1盖合在底板2上；将所述调节定位件4插入所述定位孔内，以使所述螺纹孔44和所述螺纹柱24相适配，逆时针转动所述调节定位件4，转动柱42与所述螺纹柱24螺纹连接，并所述定位盘41适于推动所述盖板1向所述底板2方向移动，所述调节定位件4适于拉紧所述盖板1和所述底板2。通过调节定位件4的设置，在将管路总成3放置在盖板1和底板2之间后，能够对盖板1和底板2进行预定位，提高了盖板1和底板2在真空钎焊时的稳定性。

优选的，所述调节定位件4包括：定位盘41和转动柱42，所述转动柱42外径不大于所述定位孔的内径；所述转动柱42适于插入所述定位孔和所述固定孔23内；所述转动柱42的长度小于所述盖板1和所述底板2的厚度和。所述定位盘41螺纹连接在所述转动柱42的上端部，初始状态时，所述定位盘41和所述转动柱42呈分离状态，即定位盘41尚未螺纹固定在转动柱42上端；将转动柱42自下向上穿过盖板1上的定位孔，此时转动柱42上的限位槽43朝向管路总成3，并使得管路总成3能够卡入限位槽43中；然后将定位盘41自盖板1的上端螺纹固定在所述转动柱42上；此时定位盘41能够使得转动柱42无法从盖板1中脱离；所述定位盘41的外径大于所述定位孔的内径；转动柱42下端与螺纹柱24螺纹连接，逆时针转动所述转动柱42时，所述定位盘41适于推动盖板1向底板2方向移动；从而起到预固定盖板1和底板2的效果；所述转动柱42沿周向开设有一限位槽43，所述限位槽43的开槽宽度自一端向逆时针转动的另一端逐渐增加；所述固定孔23内固定有一螺纹柱24；所述转动柱42下端开设有一与所述螺纹柱24相适配的螺纹孔44。其中，转动柱42插入所述固定孔23内后，所述螺纹孔44与所述螺纹柱24相适配，并所述螺纹柱24插入所述螺纹孔44内；逆时针转动所述定位盘41，所述转动柱42和所述螺纹柱24螺纹连接，所述定位盘41适于推动所述盖板1向所述底板2方向移动；同时，所述限位槽43的两侧壁与所述管路总成3外壁相抵。所述下凹槽21包括若干纵向槽210和若干横向槽211，所述纵向槽210的内径与所述管路总成3外径相一致；所述横向槽211的内径大于所述管路总成3的外径，且每所述横向槽211远离所述管路总成3端部的一侧设置有一压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述管路总成3侧壁相抵。横向槽211和压缩弹簧的设置，在管路总成3内的流体流速过大时，流体适于推动所述管路总成3向压缩弹簧的方向滑动，以此来降低水流对管路总成3的弯折处侧壁的冲击压力；从而提高管路总成3的使用寿命。

进一步的，所述管路总成3的两端分别为进水口31和出水口32，所述进水口31和所述出水口32的端部外壁套定有一连接软管33；其中，进水口31进入的水流速度大于设定值时，水流适于推动所述管路总成3向远离所述连接软管33的方向水平滑动；管路总成3带动所述转动柱42继续逆时针转动，所述连接软管33同步向内收缩。连接软管33的另一端固定在其他连接处，所述连接软适于随着所述管路总成3向内收缩滑动。

实施例二，本实施例在实施例一的基础上，还提供了一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的工作方法，包括如实施例一所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，具体结构与实施例一相同，此处不再赘述，具体的，一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的工作方法如下：

将管路总成3放置在所述底板2上，以使所述管路总成3设置在所述下凹槽21内，且使得所述压缩弹簧与所述管路总成3的侧壁相抵；

在将钎料片放置在所述底板2上，最后将所述盖板1盖合在所述钎料片上；

将转动柱42卡在管路总成3侧壁，以使管路总成3插入所述限位槽43内，在将转动柱42自向向上插入所述定位孔内，在将定位盘41螺纹固定在所述转动柱42上端；在将转动柱42下端插入所述固定孔23内，并使所述螺纹孔44插入所述螺纹柱24内，此时所述管路总成3位于所述限位槽43一侧；

逆时针转动所述定位盘41，所述转动柱42逐渐与所述螺纹柱24螺纹连接，并所述定位盘41推动所述盖板1向所述底板2方向移动，以对盖板1和底壁进行预固定；同时，所述限位槽43的两侧壁与管路总成3的外壁相抵，以对管路总成3进行限位固定。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，包括：

盖板（1）、底板（2）、钎料片和管路总成（3），所述盖板（1）和所述底板（2）对称设置，所述盖板（1）上开设有一与管路总成（3）相适配的上凹槽；

所述底板（2）上开设有一与所述管路总成（3）相适配的下凹槽（21），所述下凹槽（21）与所述上凹槽对称设置；

所述管路总成（3）固定在所述上凹槽和所述下凹槽（21）内；

所述钎料片设置在所述盖板（1）和所述底板（2）之间，所述钎料片适于连接固定所述盖板（1）和所述底板（2）。

2.如权利要求1所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述盖板（1）和所述底板（2）均呈矩形，且所述盖板（1）和所述底板（2）材质均为3A21/6061或6063铝合金。

3.如权利要求2所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述管路总成（3）呈“S”型，且所述管路总成（3）一体化折弯成型；

所述管路总成（3）为304或316L不锈钢材质。

4.如权利要求3所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述钎料片为双面包覆层复合材料4104/6063或4104。

5.如权利要求4所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述盖板（1）上开设有若干上通孔（10），每两所述通孔对称设置在所述上凹槽的两侧。

6.如权利要求5所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述底板（2）上开设有若干下通孔（22），一个下通孔（22）对应一个上通孔（10），每两所下通孔（22）对称设置在所述下凹槽（21）的两侧。

7.如权利要求6所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述盖板（1）上还开设有两定位孔，所述定位孔设置在所述盖板（1）靠近所述管路总成（3）的两端；

所述底板（2）上开设有与所述定位孔相适配的固定孔（23）；

所述盖板（1）上还设置有一调节定位件（4），所述调节定位件可转动的设置在所述定位孔内，所述调节定位件下端与所述固定孔（23）联动，且所述调节与所述管路总成（3）相适配；其中，

管路总成（3）放置在下凹槽（21）后，将钎料片放置在底板（2）上，将盖板（1）盖合在底板（2）上；

调节定位件（4）插入所述定位孔内，逆时针转动所述调节定位件（4），所述调节定位件（4）适于拉紧所述盖板（1）和所述底板（2）。

8.如权利要求7所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述调节定位件（4）包括：定位盘（41）和转动柱（42），所述转动柱（42）外径不大于所述定位孔的内径；

所述定位盘（41）螺纹固定在所述转动柱（42）的上端部，且所述定位盘（41）的外径大于所述定位孔的内径；

所述转动柱（42）沿周向开设有一限位槽（43），所述限位槽（43）的开槽宽度自一端向逆时针转动的另一端逐渐增加；其中，

转动柱（42）插入所述固定孔（23）内后，逆时针转动所述定位盘（41），所述定位盘（41）适于推动所述盖板（1）向所述底板（2）方向移动；同时，所述限位槽（43）的两侧壁与所述管路总成（3）外壁相抵。

9.如权利要求8所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述固定孔（23）内固定有一螺纹柱（24）；

所述转动柱（42）下端开设有一与所述螺纹柱（24）相适配的螺纹孔（44）。

10.如权利要求9所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述下凹槽（21）包括若干纵向槽（210）和若干横向槽（211），所述纵向槽（210）的内径与所述管路总成（3）外径相一致；

所述横向槽（211）的内径大于所述管路总成（3）的外径，且每所述横向槽（211）远离所述管路总成（3）端部的一侧设置有一压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述管路总成（3）侧壁相抵。

11.如权利要求10所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，其特征在于，

所述管路总成（3）的两端分别为进水口（31）和出水口（32），所述进水口（31）和所述出水口（32）的端部外壁套定有一连接软管（33）；其中，

进水口（31）进入的水流速度大于设定值时，水流适于推动所述管路总成（3）向远离所述连接软管（33）的方向水平滑动；

管路总成（3）带动所述转动柱（42）继续逆时针转动，所述连接软管（33）同步向内收缩。

12.一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板的工作方法，其特征在于，包括如权利要求11所述的一种内嵌不锈钢管路的铝钎焊水冷板，

将管路总成（3）放置在所述底板（2）上，以使所述管路总成（3）设置在所述下凹槽（21）内，且使得所述压缩弹簧与所述管路总成（3）的侧壁相抵；

在将钎料片放置在所述底板（2）上，最后将所述盖板（1）盖合在所述钎料片上；

将转动柱（42）卡在管路总成（3）侧壁，以使管路总成（3）插入所述限位槽（43）内，在将转动柱（42）自向向上插入所述定位孔内，在将定位盘（41）螺纹固定在所述转动柱（42）上端；在将转动柱（42）下端插入所述固定孔（23）内，并使所述螺纹孔（44）插入所述螺纹柱（24）内，此时所述管路总成（3）位于所述限位槽（43）一侧；

逆时针转动所述定位盘（41），所述转动柱（42）逐渐与所述螺纹柱（24）螺纹连接，并所述定位盘（41）推动所述盖板（1）向所述底板（2）方向移动，以对盖板（1）和底壁进行预固定；同时，所述限位槽（43）的两侧壁与管路总成（3）的外壁相抵，以对管路总成（3）进行限位固定。

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