CN1948882A - 热管及其封口方法 - Google Patents

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Abstract

一种热管，包括一管体及其内充入的工作液体，该管体一端经冲压形成一封压段，其中该封压段的端部经高温熔融焊接而一体形成熔接段。上述热管的封口方法，包括以下步骤：提供一具有开口端的管体；利用夹扁模具组冲压开口端以形成一封压段；高温熔融焊接封口段端部而一体形成一熔接段，从而密封开口端。由于利用高温熔融焊接封压段，使封压段端部的壳体形成一体，使封口处的壳体之间的贴合面消失且金属壳体不会产生回弹现象，可有效降低封口处的泄漏率及热管机械无效端长度；同时，可有效提升封口处的机械强度，进而提升热管的可靠性，延长其使用寿命。

Description

热管及其封口方法
【技术领域】
本发明涉及一种热管及其封口方法。
【背景技术】
传统的热管主要制程包括缩管、形成毛细结构、焊尾端、注水、抽真空、夹扁、切断、焊接...等繁复制程组合而成。
热管内的真空度直接影响相变潜热响应温度的大小，且残留的非溶性气体易造成毛细结构及热管壳体的氧化而导致热管性能及可靠度的降低。所以，如何确保热管真空度是相关业者汲汲努力的方向。因此，有改善注水抽真空方式、加热除气方式、二次除气方式、注水、抽真空及焊接多功能制程等方法的使用，但其最后都必需面对要求严苛的封口制程。倘若封口之密封性不良或其强度不足，则热管终将无法达到要求的性能，最后导致热管可靠度问题。
传统的热管封口方法是通过冲压使热管壳体紧密贴合，再经沾锡或点焊而制成。由于封口处热管壳体之间存在贴合面，而贴合面上易于形成漏孔而导致封口处泄漏率增加；且金属壳体塑性变形后会有回弹现象，当压力越大其回弹量也越大，这也将使贴合面上的漏孔的泄漏率增加而造成热管真空度降低；此外，沾锡或点焊封口方法所形成的封口结构机械强度不良、表面锡焊易脱落，将影响热管的寿命及性能可靠度。
热管在实际的应用状况下必需考虑无效端(一般是由机械加工所形成的、不能通过相变传热的部分)的长度，热管蒸发端与冷凝端的温差ΔT随热管无效端长度的增加而增加。因此，如何缩短无效端的长度也是相关业者所汲汲努力的方向。而碍于机械加工设备及制程技术能力，现使用的热管的无效端长度一般为10～15mm，而无效端长度增加或减少2～3mm，ΔT将会有1～5℃的变异性，造成热管良率及性能可靠度的大幅下降。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种热管及其封口方法，以确保热管内保持较高的真空度，提升热管的可靠性及使用寿命。
一种热管，包括一管体及其内充入的工作液体，该管体一端经冲压形成一封压段，其中该封压段的端部经高温熔融焊接而一体形成熔接段。
一种热管封口方法，包括以下步骤：提供一具有开口端的管体；利用夹扁模具组冲压开口端以形成一封压段；高温熔融焊接封口段端部而一体形成一熔接段，从而密封开口端。
较于现有技术，所述热管及其封口方法利用高温熔融焊接封压段，使封压段端部的壳体形成一体，壳体之间的贴合面消失且金属壳体不会产生回弹现象，可有效降低封口处的泄漏率；同时，可有效提升封口处的机械强度，进而提升热管的可靠性，延长其使用寿命。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
图1A至1D是本发明第一实施例的热管封口过程示意图。
图2A至2D是本发明第二实施例的热管封口示意图。
图3A至3D是本发明第三实施例的热管封口示意图。
图4A至4C是本发明第四实施例的热管封口示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1A至1D，为本发明热管的封口过程示意图。热管封口的过程为：提供一管体10，该管体10包括一开口端12及临近开口端12的缩管段14(如图1A中所示)，管内设有毛细结构并充填适量的工作液体；利用一组夹扁模具冲压开口端12使其压扁以形成一横截面呈弧形弯曲的封压段16，如图1B中所示；随后，利用钨极氩弧焊接(TIG)直接将热管的封压段16予以高温熔融焊接(如图1C中所示)，使封压段16端部的壳体形成一体而成的熔接段18。图1D为按照上述方法制得的热管封口结构，其包括一缩管段14、一封压段16及形成于封压段16端部的一熔接段18。
在焊接制程中，为确保焊接面的均匀性，热管可以处于旋转或固定状态：当氩弧作用面积小于热管外径时，热管将予以旋转；当氩弧作用面积大于热管外径时，热管可以固定方式来焊接。此外，焊接时可使夹扁模具组继续夹紧热管的封压段16以防止金属产生局部回弹现象。在熔融焊接制程的方式可以是氩弧焊接、雷射焊接(激光焊接)、氦弧焊接、高周波焊接、乙炔焊接。
请参阅图2A至2D，为本发明热管封口结构的第二实施例。其与第一实施例的主要差异在于使用的夹扁模具组为平口式模具组，当对热管开口端完成夹扁压合作用后，形成一扁平封压段16a，如图2A所示；再利用钨极氩弧焊接(TIG)直接将热管的封压段16a予以高温熔融焊接(如图2B所示)，使封压段16a端部的壳体形成一体而成的熔接段18a，如图2C及图2D所示。
请参阅图3A至3D，为本发明热管封口结构的第三实施例。其与第二实施例的主要差异在于使用的热管为非缩管式之热管。该封口结构包括一扁平封压段16b及形成于扁平封压段16b端部的熔接段18b。
请参阅4A至4C，为本发明热管封口结构的第四实施例。其与第一实施例的主要差异在于使用的热管为非缩管式之热管。其制造过程如下：利用一组夹扁模具冲压开口端以形成一横截面呈弧形弯曲的封压段16c，如图4A所示；随后，利用钨极氩弧焊接(TIG)直接将热管的封压段16c的端部予以高温熔融焊接(如图4B所示)，使封压段16c端部的壳体形成一体而成的熔接段18c(如图4C所示)。在本实施例中，通过夹扁模具的设计，可以使形成的封压段16c的宽度小于等于热管直径，可省去缩管步骤简化制程。
本发明热管及其封口方法与现有技术相比具有如下优点：
(一)以简单形状的夹扁模具组配合焊接制程，确保热管的密闭性及机械强度；
(二)在焊接制程中可以缩短热管由机械加工所形成的无效端长度，进而降低热管ΔT温差。热管的无效端长度较传统制程的无效端长度缩短2～5mm，可有效减小热管的ΔT温度差异约1～5℃，并可提升热管封口处的机械强度；
(三)利用钨极氩弧焊接(TIG)直接将热管的封压段端部予以高温熔融焊接，使封压段端部的壳体形成一体，使封口处的壳体之间的贴合面消失且金属壳体不会产生回弹现象，可有效降低封口处的泄漏率，确保热管内维持较高的真空度，提升热管的性能；同时，封压段端部的壳体形成一体，可有效提升封口处的机械强度，进而提升热管的可靠性，延长其使用寿命。

Claims (8)

1.一种热管，包括一管体及其内充入的工作液体，该管体一端经冲压形成一封压段，其特征在于：该封压段的端部经高温熔融焊接而一体形成熔接段。
2.如权利要求1所述的热管，其特征在于：该封压段横截面呈弧形。
3.如权利要求2所述的热管，其特征在于：该热管还包括临近封压段的一缩管段，该缩管段直径向封压段逐渐减小。
4.如权利要求2所述的热管，其特征在于：该封压段横截面宽度小于等于热管直径。
5.如权利要求1所述的热管，其特征在于：该封压段呈扁平状。
6.如权利要求5所述的热管，其特征在于：该封口结构还包括临近封压段的一缩管段，该缩管段直径向封压段逐渐减小。
7.一种热管封口方法，包括以下步骤：
提供一具有开口端的管体；
利用夹扁模具组冲压开口端以形成一封压段；
高温熔融焊接封口段端部而一体形成一熔接段，从而密封开口端。
8.如权利要求7所述的热管封口方法，其特征在于：在高温熔融焊接封口段时，旋转热管。
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