一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板及其成形方法技术

本发明专利技术针对常规单层通道冷板的换热性能弱、可承受热流密度低、均温性差、重量大等问题，提出了一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板，包含上盖板、下盖板和多层中间流道夹层。其中上盖板和多层中间流道夹层对接，下盖板与多层中间流道夹层对接，其余多层中间流道夹层相互对接；上盖板有焊接平面，下盖板具备单面焊接凸台和流道凹槽。本发明专利技术通过使用多层通道冷板，多层通道间为整体并联式，且每一层通道间焊接点与流道间隙交替，焊接强度高；同时设计焊接凸台，使焊焊接凸台成纵向涡发生器。最终可使多层通道冷板实现冷板换热性能强、可承受热流密度高、均温性好、耐压强度大、高轻量化等优点。可广泛替代各类液冷冷板场合。

A multi-layer channel cold plate and its forming method based on laminated diffusion welding technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板及其成形方法
本专利技术涉及一种散热装置。
技术介绍
冷板在散热系统中直接承担热源与热沉之间的热量传递、交换作用，其设计的优劣直接决定系统散热效率及器件的最高温度和温度均匀性，因此冷板的设计是强化传热的关键。小微通道冷板因具备高效换热能力已广泛应用于散热系统中。目前，小微通道冷板加工制造的常规方法是先通过铣床加工等方法在基板上加工出通道和翅片，再通过钎焊、搅拌摩擦焊、扩散焊、电子束焊、激光焊等方法将通道盖板和冷板基板拼焊，然后通过加工成型与拼焊结合的方法，形成各类内部带翅片的流道冷板。但是，常规方法加工的都是单层通道冷板，在强迫对流中，由于热和流体边界层的存在，单层冷板通道内部的换热性能受限；同时，其整体对流换热面积较小，所能承受的最高热流密度较小；其次，对于部分集中热流，常规通道冷板的串并联特性明显，容易造成均温性较差的特点；最后，由于流道占空比较小，轻量化程度受限。
技术实现思路
本专利技术针对目前常规单层通道冷板的换热性能弱、可承受热流密度低、均温性差、重量大等问题。通过使用多层通道冷板，其每一层通道流道尺寸较小；且每一层通道为流道占空比高的薄板；多层通道间为整体并联式，且每一层通道间焊接点与流道间隙交替，焊接强度高；同时设计焊接凸台，使焊接凸台形成纵向涡发生器。最终可使多层通道冷板实现冷板换热性能强、可承受高热流密度、均温性好、高轻量化等优点。为达到上述效果，本专利技术提供一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板及其成形方法，其结构示意图如图1所示，冷板包含上盖板1、下盖板2、多层中间流道夹层3。所述冷板结构中，上盖板1和多层中间流道夹层3对接，所述下盖板2与多层中间流道夹层3对接，其余多层中间流道夹层3相互对接。所述多层中间流道夹层3具备焊接凸台和流道凹槽，同时多层中间流道夹层3的焊接凸台具备纵向涡发生器功能。所述上盖板1有焊接平面，下盖板2具备单面焊接凸台和流道凹槽。本专利技术基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板成形方法包括如下步骤：步骤1：将冷板分为上盖板1、下盖板2、其余多层中间流道夹层3；步骤2：通过设计多层中间流道夹层3，使各焊接点形成纵向涡发生器，该涡发生器不限具体形式，锻压成型后加工静压分流段或整体机加工成形；步骤3：通过设计冷板上盖板1和下盖板2，可通过机加工和锻压成型；步骤4：通过定位装置，将上盖板1、下盖板2、多层中间流道夹层3进行接口对接；步骤5：通过层压扩散焊方法将上盖板1、下盖板2、多层中间流道夹层3放置于真空焊接炉内，进行高温高压扩散焊接成形；步骤6：通过机加工对上下冷板造型，形成具备适装结构的冷板。所述多层通道冷板，该多层通道冷板通道可为小通道、微通道、传统通道。所述该多层通道冷板可为铝合金、铜、不锈钢、钛合金等单一材料或混合材料。本专利技术的有益之处：冷板换热性能强、可承受高热流密度、均温性好、高轻量化等优点。附图说明图1是本专利技术结构示意图。其中：1-上盖板，2-下盖板，3-多层中间流道夹层；图2是中间夹层结构示意图；图3是多层通道冷板截面剖视结构示意图。其中：1-上盖板，2-下盖板，4-单层中间流道夹层；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细说明。本专利技术公开的基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板具体实施结构示意图如图3所示为两层通道界面剖视图。其包含一层中间夹层3、上盖板1、下盖板2、单层中间流道夹层4包含纵向涡发生器焊接凸台，下盖板2夹层包含纵向涡发生器焊接凸台，此处单层中间流道夹层4、上盖板1、下盖板2采用机加工成形，一一配对后，通过层压扩散焊工艺将其整体焊接成形，如此形成两层通道冷板，冷板截面剖视图如图3所示。采用如下层压扩散焊焊接方法:步骤1：将冷板分为上盖板1、下盖板2、单层中间流道夹层4；步骤2：通过设计薄板单层中间流道夹层4，使各焊接点形成纵向涡发生器，该涡发生器不限具体形式，锻压成型后加工静压分流段或整体机加工成形；步骤3：通过设计冷板上盖板1和下盖板2，可通过机加工和锻压成型；步骤4：通过定位装置，将上盖板1、下盖板2、单层中间流道夹层4进行接口对接；步骤5：通过层压扩散焊方法将上盖板1、下盖板2、单层中间流道夹层4放置于真空焊接炉内，进行高温高压扩散焊接成形；步骤6：通过机加工对上下冷板造型，形成具备适装结构的冷板。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板，其特征在于：包含上盖板(1)、下盖板(2)、多层中间流道夹层(3)；所述上盖板(1)和多层中间流道夹层(3)对接，所述下盖板(2)与多层中间流道夹层(3)对接，多层中间流道夹层(3)内部相互对接；所述上盖板(1)有焊接平面，下盖板(2)具备单面焊接凸台和流道凹槽，该焊接凸台同时是纵向涡发生器；所述上盖板(1)、下盖板(2)、多层中间夹层(3)各相互接触面之间整体焊接形成多层通道冷板。

【技术特征摘要】
1.一种基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板，其特征在于：包含上盖板(1)、下盖板(2)、多层中间流道夹层(3)；所述上盖板(1)和多层中间流道夹层(3)对接，所述下盖板(2)与多层中间流道夹层(3)对接，多层中间流道夹层(3)内部相互对接；所述上盖板(1)有焊接平面，下盖板(2)具备单面焊接凸台和流道凹槽，该焊接凸台同时是纵向涡发生器；所述上盖板(1)、下盖板(2)、多层中间夹层(3)各相互接触面之间整体焊接形成多层通道冷板。2.根据权利要求1所述的基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板，其特征在于：采用层压扩散焊工艺。3.根据权利要求1或权利要求2所述基于层压扩散焊工艺的多层通道冷板，其特征在于：所述多层通道冷板流体通道尺寸可为小通道、微通道或传统通道；纵向涡发生器焊接凸台可为任何涡发生器形式。4.根据权利要求1、2所述多层通道冷板...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢磊，张德俊，徐太栋，陈杨，李谦，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32