一种提高冷板散热器焊合率的方法及夹具技术

本发明专利技术公开了一种提高冷板散热器焊合率的方法及夹具，其包括对冷板散热器各零件进行预处理，并组装成待焊单元体；再将若干套焊单元体堆叠在焊接夹具上弹性夹紧，堆叠时相邻两层待焊单元体之间用石墨板间隔开；最后将焊接夹具放置在设定好真空度的真空钎焊炉内，采用多个阶梯段快速升温

【技术实现步骤摘要】
一种提高冷板散热器焊合率的方法及夹具


[0001]本专利技术涉及一种提高冷板散热器焊合率的方法及夹具，属于散热器制造


技术介绍

[0002]汽车自动驾驶系统冷板散热器作为汽车工业领域内的一项前沿技术，正逐步由技术研发走向市场应用，具有广阔的市场前景。该产品采用真空钎焊工艺进行制造，具有尺寸变形小，内腔清洁等特点。在制造过程中，为避免产品的泄漏风险，对焊接质量提出了较高的要求：要求对焊接面进行超声波检测；流道沿周3mm宽度范围内焊合率要求达到100％，其余部分焊合率要达到85％以上；并且爆破强度要求3Mpa以上。
[0003]冷板散热器包括底座、盖板、内翅片和管嘴，底座及水嘴材料为6063，盖板、内翅片、钎料片为双面包覆层复合材料4104/6063/4104。焊接面分为盖板与底座之间、内翅片与盖板及底座之间、水嘴与底座之间三个部分。焊接过程中容易出现以下缺陷：
[0004](1)底座容易出现局部塌陷变形；
[0005](2)盖板与底座间的间隙过大，不能形成高质量焊接，从而达不到流道沿周3mm宽度范围内焊合率100％的技术要求；
[0006](3)内翅片为0.2mm厚度的双面包覆层材料，且波形密集，容易产生并带粘连、熔蚀的焊接缺陷。
[0007]如果采用常规的焊接方法，工艺实现难度较大。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种提高冷板散热器焊合率的方法及夹具，可以克服现有技术的不足。
[0009]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0010]一种提高冷板散热器焊合率的方法，其包括以下步骤：
[0011]s1、对冷板散热器各零件进行预处理，并组装成待焊单元体；
[0012]s2、将若干套焊单元体堆叠在焊接夹具上弹性夹紧，堆叠时相邻两层待焊单元体之间用石墨板间隔开；
[0013]s3、将整架待焊单元体放置在设定好真空度的真空钎焊炉内，采用多个阶梯段快速升温
‑
保温
‑
再升温的方法进行钎焊，钎焊完成后进行降温
‑
保温处理。
[0014]前述步骤s1中，在待焊单元体的底座底部设有若干与底座边框平齐的工艺凸台，焊后工艺凸台采用机加去除；
[0015]在内翅片加工时，使内翅片的波高稍低于流道槽，内翅片加工成型后，进行校平；
[0016]水嘴的插接部与底座孔采用锥孔结构，实现小间隙无润滑条件下的组装。
[0017]前述内翅片加工时使内翅片的波高相较于流道槽低于0.05mm设置，且内翅片校平后，将波高尺寸的一致性控制在0.02mm以内；
[0018]水嘴插接部与底座孔组装时，钎料片与底座孔、钎料片与水嘴插接部之间的钎焊面均按单边间隙0.02mm以内设置。
[0019]前述步骤s2中，所述弹性夹紧的弹性预压量要大于钎料层的减薄量，或者根据受热膨胀量设置弹性夹紧的弹性预压量，其中受热膨胀量＝热膨胀系数
×
工件温度差
×
工件尺寸。
[0020]前述步骤s3中，使真空钎焊炉内的真空度小于2
×
10
‑3Pa；
[0021]采用三个阶梯段快速升温
‑
保温
‑
再升温的方法进行钎焊，当炉温升温到其中个阶梯段后，在此阶梯段保温一段时间，使等待焊单元体达到一定温度后，再往下一个温度段升温，其中三个阶梯段的温度从低至高依次为450
‑
460℃、550
‑
565℃、600
‑
605℃；钎焊完成后将温度降温至590
‑
595℃再进行保温，以缩短保温保温时间。
[0022]当炉温升温到任一个阶梯段后，在此阶梯段保温一段时间至整架待焊单元体与炉内温差不超过5℃。
[0023]基于上述方法的夹具，它包括位置相对的下夹板和上夹板，下夹板和上夹板通过弹性连接机构相连；在两夹板之间设有若干石墨板。
[0024]前述弹性连接机构包括设置在下夹板和上夹板四角处的连接螺杆，在连接螺杆上套装有弹簧结构；
[0025]或者，所述下夹板和上夹板四角处通过连接螺杆连接，且在上夹板底部设有压板，上夹板和压板通过耐高温弹簧相连，所述耐高温弹簧为多件均布在上夹板底部。
[0026]前述压板为石墨材质。
[0027]前述下夹板和上夹板均为不锈钢栅格板。
[0028]与现有技术比较，本专利技术公开的一种提高冷板散热器焊合率的方法，其包括对冷板散热器各零件进行预处理，并组装成待焊单元体；再将若干套焊单元体堆叠在焊接夹具上弹性夹紧，堆叠时相邻两层待焊单元体之间用石墨板间隔开；最后将焊接夹具放置在设定好真空度的真空钎焊炉内，采用多个阶梯段快速升温
‑
保温
‑
再升温的方法进行钎焊，钎焊完成后进行降温
‑
保温处理。通过对冷板散热器各零件进行预处理，可以保证各零件的组装精度和焊接质量，在钎焊过程中，采用多个阶梯段快速升温钎焊再降温保温的方法，可以有效保证产品焊接质量的可靠性和一致性，并且可避免内翅片粘连和熔蚀。本专利技术还公开了一种钎焊夹具，其可以一次性实现多套待焊单元体的加工，包括位置相对的下夹板和上夹板，下夹板和上夹板通过弹性连接机构相连；在两夹板之间设有若干石墨板，可以将多套待焊单元体堆叠在两夹板之间并且相邻两层待焊单元体之间用石墨板间隔开，再通过弹性连接机构弹性夹紧，其充分利用真空炉的高度，增大装炉量，并且所述下夹板和上夹板为不锈钢栅格板，其与石墨板配合使用，既保证夹具具有足够刚度，又尽量减小热容量。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030](1)本专利技术工艺和结构简单，成本低廉，可实现批量化生产冷板散热器，生产效率高，
[0031](2)焊接质量好，合格率高，可以保证生产的冷板散热器整个流道沿周的焊合率达到100％，其它部分的焊合率达到85％，内翅片焊后无粘连现象；
[0032](3)可有效提高冷板散热器的强度和可靠性，使用寿命长，实用性强。
[0033]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并
且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：
[0035]图1为本专利技术的立体结构示意图。
[0036]图2为图1的正面结构示意图。
[0037]图3为底座的结构示意图。
[0038]图4为水嘴的安装结构示意图。
具体实施方式
[0039]以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高冷板散热器焊合率的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、对冷板散热器各零件进行预处理，并组装成待焊单元体（1）；s2、将若干套焊单元体（1）堆叠在焊接夹具上弹性夹紧，堆叠时相邻两层待焊单元体（1）之间用石墨板（2）间隔开；s3、将整架待焊单元体放置在设定好真空度的真空钎焊炉内，采用多个阶梯段快速升温
‑
保温
‑
再升温的方法进行钎焊，钎焊完成后进行降温
‑
保温处理。2.根据权利要求1所述的提高冷板散热器焊合率的方法，其特征在于：步骤s1中，在待焊单元体（1）的底座底部设有若干与底座边框平齐的工艺凸台（3），焊后工艺凸台（3）采用机加去除；在内翅片加工时，使内翅片的波高稍低于流道槽，内翅片加工成型后，进行校平；水嘴的插接部（4）与底座孔（5）采用锥孔结构，实现小间隙无润滑条件下的组装。3.根据权利要求2所述的提高冷板散热器焊合率的方法，其特征在于：内翅片加工时使内翅片的波高相较于流道槽低于0.05mm设置，且内翅片校平后，将波高尺寸的一致性控制在0.02mm以内；水嘴插接部（4）与底座孔（5）组装时，钎料片（6）与底座孔（5）、钎料片（6）与水嘴插接部（4）之间的钎焊面均按单边间隙0.02mm以内设置。4.根据权利要求1所述的提高冷板散热器焊合率的方法，其特征在于：步骤s2中，所述弹性夹紧的弹性预压量要大于钎料层的减薄量，或者根据受热膨胀量设置弹性夹紧的弹性预压量，其中受热膨胀量=热膨胀系数
×
工件温度差
×
工件尺寸。5.根据权利要求1所述的提高冷板散热器焊合率的方法，其特征在于：步骤s3中，使真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘勇，姚美明，
申请(专利权)人：贵州贵航汽车零部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：