CN116174971A - 一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明的毛细芯结构均温板扩散焊‑钎焊复合连接方法包括：(1)将机加工好的上底板和下底板待焊接部位进行表面处理；(2)按设计的均温板内部结构裁剪钎料和毛细芯，将毛细芯和钎料清洗干净并烘干；(3)将毛细芯和钎料通过电阻点焊固定到上底板和下底板型腔内；(4)上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊；(5)扩散焊结束后继续升温至钎焊温度进行钎焊；(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。本发明提高了毛细芯结构均温板制造效率。

Description

一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法

技术领域

本发明属于均温板制造技术领域，具体涉及一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法。

背景技术

随着航天等电子产品朝着集成化、小型化方面发展，高热流密度的问题随之产生，使得电子产品的寿命减少，无法正常工作。因此对电子产品的高热流密度散热问题提出了更高的要求。均温板是利用工质的相变原理，通过潜热的吸收与释放，达到高效传热的目的，同时能把高热流密度位置的热量有效地均匀分散开，从而形成一个相对均匀的温度场，因此均温板在电子产品散热领域已经得到广泛应用，尤其是铝合金均温板。

铝合金均温板中添加毛细芯可以借助毛细作用显著提高均温板的传热系数。在常见的毛细芯中，相较于烧结金属毛细芯，金属泡沫或纤维毡状毛细芯成本较低、布置方便，在均温板中应用较多。若直接将毛细芯置于均温板内腔，不与底板焊接结合，这无疑会由于界面热阻而使均温板的传热效率有损失；而若先通过钎焊实现毛细芯与底板的焊接，再经机加工后进行扩散焊，虽然降低了界面热阻，但由于钎焊、扩散焊单独进行，增加了生产工序，且铝合金经钎焊后会软化，扩散焊过程中的焊接压力极易引起大的变形，因此钎焊后需进行热处理强化才便于进行扩散焊，无疑会进一步增加制造周期和成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，提高毛细芯结构均温板制造效率。

为了达到上述的目的，本发明提供一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，包括：(1)将机加工好的上底板和下底板待焊接部位进行表面处理；(2)按设计的均温板内部结构裁剪钎料和毛细芯，将毛细芯和钎料清洗干净并烘干；(3)将毛细芯和钎料通过电阻点焊固定到上底板和下底板型腔内；(4)上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊；(5)扩散焊结束后继续升温至钎焊温度进行钎焊；(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。

上述一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其中，所述步骤(1)中，表面处理包括除油、除氧化膜和表面改性。

上述一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其中，所述步骤(2)中，钎料选用箔材，厚度≤200μm，钎料熔化温度高于均温板壳体扩散焊温度20℃以上，所述均温板壳体指上底板和下底板；毛细芯采用金属泡沫或纤维毡状结构，置于上底板型腔中的毛细芯的厚度≤上底板型腔深度，置于下底板型腔中的毛细芯的厚度≤下底板型腔深度。

上述一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其中，所述步骤(3)中，分别往上底板和下底板的型腔中依次嵌入钎料和毛细芯，压紧后用电阻点焊通过焊点将钎料和毛细芯固定到上底板和下底板型腔中。

上述一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其中，所述步骤(3)中，电阻点焊电极尖端直径≤2mm，焊点间距在5mm～20mm之间，并均匀布满毛细芯。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

本发明的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，在焊接具有毛细芯的均温板壳体结构时，可在一个焊接热循环过程中实现壳体上下底板间的扩散焊，毛细芯、钎料与底板间的钎焊，显著提高均温板壳体的生产效率。

附图说明

本发明的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法由以下的实施例及附图给出。

图1为本发明中毛细芯、钎料和底板装配图。

图2为本发明中上底板和下底板焊接装配图。

图3为本发明中上底板和下底板扩散焊界面显微组织图。

图4为毛细芯与底板钎焊显微组织图。

具体实施方式

以下将结合图1～图4对本发明的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法作进一步的详细描述。

本发明中，均温板包括上底板、下底板和毛细芯；上底板和下底板中均开设型腔，型腔中设有支柱；上底板和下底板的型腔中均设置毛细芯；上底板与下底板对接，上底板的型腔与下底板的型腔相通，共同构成工质容置腔。

本发明的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法包括：

(1)将机加工好的上底板和下底板待焊接部位进行表面处理；

所述表面处理包括除油、除氧化膜和表面改性，均可采用现有技术，在此不展开详细描述；

(2)按设计的均温板内部结构裁剪钎料和毛细芯，将毛细芯和钎料清洗干净并烘干；

钎料选用箔材，厚度≤200μm，钎料熔化温度高于均温板壳体(包括上底板和下底板)扩散焊温度20℃以上；毛细芯采用金属泡沫或纤维毡状结构，置于上底板型腔中的毛细芯的厚度≤上底板型腔深度，置于下底板型腔中的毛细芯的厚度≤下底板型腔深度；

(3)将毛细芯和钎料通过电阻点焊固定到上底板和下底板型腔内；

往上底板102型腔内依次放置钎料和毛细芯2，再用电阻点焊通过焊点3将钎料和毛细芯2固定到上底板102型腔内，如图1所示；同理，往下底板型腔内依次放置钎料和毛细芯，再用电阻点焊通过焊点将钎料和毛细芯固定到下底板型腔内；

电阻点焊电极尖端直径≤2mm，点焊时钎料置于毛细芯和底板之间，使毛细芯、钎料与底板紧密接触，焊点间距在5mm～20mm之间，并均匀布满毛细芯；

(4)上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊；

将上底板102置于下底板101上，上底板102的型腔正对下底板101的型腔，两型腔相互连通，共同构成工质容置腔，如图2所示，上底板102与下底板101之间接触面5为扩散焊界面；

(5)扩散焊结束后继续升温至钎焊温度进行钎焊；

(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。

实施例1：

本实施例的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法包括以下步骤：

(1)采用6063铝合金机加工上底板和下底板，上底板和下底板型腔深度均为1mm；对上底板和下底板待焊接部位除油后进行喷砂处理；

(2)选用0.5mm厚的泡沫镍作为毛细芯，选用50μm厚的4047铝合金箔材作为钎料，按设计的均温板内部结构裁剪泡沫镍和钎料，将泡沫镍和钎料清洗干净并烘干；

(3)分别往上底板和下底板的型腔中依次嵌入钎料和泡沫镍，压紧后用电阻点焊通过焊点将钎料和泡沫镍固定到上底板和下底板型腔中，电阻点焊电极端部直径为1mm；

(4)将上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊，扩散焊接温度为550℃，焊接压力5MPa，保温2h；

(5)扩散焊结束后继续升温至610℃，保温10min完成钎焊；

(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。

本实施例获得的均温板焊接界面显微组织如图3和图4所示。

实施例2：

本实施例的毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法包括以下步骤：

(1)采用6063铝合金机加工上底板和下底板，上底板和下底板型腔深度均为1mm；对上底板和下底板待焊接部位除油后进行喷砂处理；

(2)选用0.5mm厚的镍纤维毡作为毛细芯，选用50μm厚的4047铝合金箔材作为钎料，按设计的均温板内部结构裁剪镍纤维毡和钎料，将镍纤维毡和钎料清洗干净并烘干；

(3)分别往上底板和下底板的型腔中依次嵌入钎料和镍纤维毡，压紧后用电阻点焊通过焊点将钎料和镍纤维毡固定到上底板和下底板型腔中，电阻点焊电极端部直径为1mm；

(4)将上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊，扩散焊接温度为550℃，焊接压力5MPa，保温2h；

(5)扩散焊结束后继续升温至610℃保温10min完成钎焊；

(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。

Claims (5)

1.一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其特征在于，包括：

(1)将机加工好的上底板和下底板待焊接部位进行表面处理；

(2)按设计的均温板内部结构裁剪钎料和毛细芯，将毛细芯和钎料清洗干净并烘干；

(3)将毛细芯和钎料通过电阻点焊固定到上底板和下底板型腔内；

(4)上底板和下底板装配好后入炉进行真空扩散焊；

(5)扩散焊结束后继续升温至钎焊温度进行钎焊；

(6)钎焊结束并冷却出炉后将均温板壳体精加工到设计尺寸。

2.如权利要求1所述的一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其特征在于，所述步骤(1)中，表面处理包括除油、除氧化膜和表面改性。

3.如权利要求1所述的一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其特征在于，所述步骤(2)中，钎料选用箔材，厚度≤200μm，钎料熔化温度高于均温板壳体扩散焊温度20℃以上，所述均温板壳体指上底板和下底板；毛细芯采用金属泡沫或纤维毡状结构，置于上底板型腔中的毛细芯的厚度≤上底板型腔深度，置于下底板型腔中的毛细芯的厚度≤下底板型腔深度。

4.如权利要求1所述的一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其特征在于，所述步骤(3)中，分别往上底板和下底板的型腔中依次嵌入钎料和毛细芯，压紧后用电阻点焊通过焊点将钎料和毛细芯固定到上底板和下底板型腔中。

5.如权利要求4所述的一种毛细芯结构均温板扩散焊-钎焊复合连接方法，其特征在于，所述步骤(3)中，电阻点焊电极尖端直径≤2mm，焊点间距在5mm～20mm之间，并均匀布满毛细芯。

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