一种采用搅拌摩擦焊封堵充液孔的平板热管的制作方法

本实用新型涉及散热装置技术领域，具体来说，是指一种采用搅拌摩擦焊封堵充液孔的平板热管。

背景技术：

电力电子设备离不开散热技术，目前用于电力电子设备功率模块的散热方式主要有风冷、液冷、相变冷却等。风冷方式主要用于模块功率较小的设备中。液冷方式对高热流密度散热是很好的选择，但是其液冷系统较为复杂，成本较高。以热管为代表的相变冷却技术能够实现较高热流密度模块的散热，且热管技术具有良好的等温性、热流密度可变性以及环境适应性等特点。

平板热管属于热管的一种类型，其形状非常有利于对集中热源进行热扩散。它的工作原理是一个内壁具有毛细结构的真空腔体，腔体抽成真空并充入液体介质，当热量由热源传导至蒸发区时，腔体内的液体介质在低真空度的环境中会开始产生液相气化的现象，此时吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的介质会很快充满整个腔体，当气相介质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象，从而释放出在蒸发时累积的热，凝结后的液相工质由于毛细结构的毛细吸附作用再回到蒸发热源处。此过程在腔体内周而复始进行，从而起到给电力电子设备散热的目的。

平板热管在生产时需要依靠充液管充入液体介质，充液管的存在影响了产品的使用，需要进行焊接封堵。该封堵技术之前主要采用激光焊接，焊接后容易出现气孔或砂眼、接头强度不高、产品合格率低的问题，成为平板热管产品生产的瓶颈技术。

而搅拌摩擦焊与传统的熔化焊技术相比，搅拌摩擦焊所焊接的接头强度高，焊后工件变形小，不易产生裂缝、气孔等缺陷。正是搅拌摩擦焊具备以上特点，特别适合铝合金(全系)、镁、铜等有色金属的焊接。在平板热管内部腔体处于保压状态下，借助搅拌摩擦焊过程中金属处于塑形状态，保证内腔压力不变的前提下，精准定位封堵位置，保证加工后充液孔处于密封状态，达到保压、封堵强度高等技术要求。

但是，搅拌摩擦焊的缺点是在起焊时容易导致局部金属塑性不均匀，终焊时工件容易形成匙孔，并且难以进行修补。

因此，提供一种能够采用搅拌摩擦焊封堵充液孔，并且能够避免起焊时局部金属塑性不均匀、终焊时容易形成匙孔的平板热管，是本技术领域的技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用搅拌摩擦焊封堵充液孔的平板热管，以解决现有技术中的平板热管采用搅拌摩擦焊封堵充液孔在起焊时局部金属塑性不均匀、终焊时容易形成匙孔的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种采用搅拌摩擦焊封堵充液孔的平板热管，包括热管本体、充液管以及辅助焊板，所述辅助焊板设置于热管本体的充液端，并且辅助焊板的长度大于热管本体的宽度，使搅拌摩擦焊在热管本体的外部起焊和终焊。

在上述技术方案的基础上，该平板热管还可以做如下的改进。

进一步，所述辅助焊板包括起焊耳座、焊板本体以及终焊耳座，所述焊板本体的长度等于热管本体的宽度，使所述辅助焊板通过起焊耳座与终焊耳座卡接在热管本体的充液端。

进一步，所述充液管方向的热管本体的侧壁厚度大于热管本体的其余侧壁厚度，所述辅助焊板的宽度等于充液管方向的热管本体的侧壁厚度，并且辅助焊板的卡接位置与充液管方向的热管本体的侧壁对齐。

进一步，所述辅助焊板上设置有辅助焊板的中心标示线。

进一步，所述辅助焊板上还分别设置有起焊标示线和终焊标示线，所述起焊标示线和终焊标示线分别与所述热管本体的边线对齐。

进一步，所述起焊耳座与终焊耳座的底部相对于热管本体的底部呈倾斜角度。

进一步，所述热管本体包括上盖板与下盖板，所述上盖板与下盖板围合形成介质腔，所述充液管设置于上盖板或者下盖板上。

进一步，所述上盖板与下盖板之间设置有定位部。

进一步，所述辅助焊板的材质与热管本体的材质相同。

进一步，所述热管本体内设置有若干组充液管和介质腔。

与现有技术相比，本实用新型提供的平板热管具有的有益效果是：

本实用新型通过在热管本体上增设长度大于热管本体宽度的辅助焊板，能够使搅拌针头在热管本体的外部起焊，从而搅拌针头在热管本体外部开始使金属达到塑性状态，当对热管本体的充液孔封堵时，使热管本体内的塑性金属均匀一致，从而避免产生裂缝、气孔等缺陷；终焊时，匙孔留在热管本体的外部，从而有效避免了搅拌针头在热管本体内形成匙孔的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的平板热管的立体结构示意图；

图2是本实用新型平板热管的下盖板的结构示意图；

图3是本实用新型的平板热管机加工前的剖视图；

图4是本实用新型的平板热管机加工后的剖视图。

图中：

1—上盖板；2—下盖板；3—充液管；4—辅助焊板；41—起焊耳座；42—终焊耳座；43—起焊标示线；44—终焊标示线；45—中心标示线；5—介质腔；6—定位部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

一种采用搅拌摩擦焊封堵充液孔的平板热管，如图1至图4所示，包括热管本体、充液管3以及辅助焊板4。其中，辅助焊板4主要由起焊耳座41、焊板本体以及终焊耳座42组成，焊板本体的长度等于热管本体的宽度，起焊耳座41与终焊耳座42设置于焊板本体的两端，整个辅助焊板4通过起焊耳座41与终焊耳座42卡接在热管本体的充液端。优选地，起焊耳座41与终焊耳座42的面积分别大于搅拌针头的面积，使起焊耳座41与终焊耳座42能够分别完全覆盖搅拌针头。

如图1与图2所示，当采用搅拌摩擦焊对平板热管的充液孔进行封堵时，首先将平板热管稳定牢固的卡装在设备工作台表面，搅拌针头高速旋转并将搅拌针头插入起焊耳座41内，插入深度较充液孔位置深0.5至1毫米，以保证充液孔完全封堵。焊接时搅拌针头的轨迹与充液孔的方向垂直，直至搅拌针头移动至终焊耳座42内，抽刀即完成平板热管充液孔的封堵工作。最后将平板热管上的充液管3、辅助焊板4通过机加工去除，并打磨形成如图4所示的成品。

本实用新型可以利用常规的搅拌摩擦焊设备，采用搅拌摩擦焊对平板热管进行充液孔的封堵。在起焊耳座41内起焊，使金属在热管本体外部即达到塑性均匀、一致的状态，避免了平板热管内产生裂缝、气孔等缺陷。在终焊耳座42内终焊，使匙孔留在热管本体的外部，避免了搅拌针头在热管本体内形成匙孔。整个封堵过程中无泄漏、无压降，操作简单，焊接后的成品平板热管外表面无缺陷痕迹，提高了产品的外观质量。

实施例2：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，热管本体其余侧壁的厚度均相同，其中，充液管3方向的热管本体的侧壁厚度为热管本体其余侧壁厚度的两倍。辅助焊板4的宽度与充液管3方向的热管本体的侧壁厚度相等，并且辅助焊板4的卡接位置与充液管3方向的热管本体的侧壁对齐。

这种设计是为了方便封堵充液孔后去除充液管3，如图4所示，机加工后的完成面较搅拌摩擦焊封堵焊缝中心位置偏离充液孔远端距离s，s优选0.5毫米以上，这样可以较大程度的保留封堵焊缝的强度和密封性，并且在机加工后充液孔封堵位置无明显异色和组织差异，保证平板热管的密封性和外观美观，达到使用要求。

实施例3：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，在辅助焊板4上设置有辅助焊板4的中心标示线45，使搅拌针头进入平板热管后能够沿充液管3方向的热管本体的侧壁中心进行封堵，同时在机加工去除充液管3时起到机加工定位线的作用，以保证机加工后的完成面较搅拌摩擦焊封堵焊缝中心位置偏离充液孔远端距离s。

如图1至图4所示，在辅助焊板4上还分别设置有起焊标示线43和终焊标示线44，并且起焊标示线43和终焊标示线44分别与热管本体的边线对齐。使搅拌针头能够准确的在起焊耳座41内起焊、在终焊耳座42内终焊。

实施例4：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，热管本体包括上盖板1与下盖板2，上盖板1与下盖板2围合形成介质腔5，充液管3设置于上盖板1或者下盖板2上。制作热管本体时，首先采用真空钎焊或搅拌摩擦焊等方法，将上盖板1与下盖板2焊接成型，再采用充液设备将液体介质充入介质腔5内部，达到工艺要求压力，最后采用钳断等机械方法将充液管3的端头封堵。

为了避免焊接热管本体时上盖板1与下盖板2之间的错位，在上盖板1与下盖板2之间设置有定位部6。例如可以在下盖板2的四角设置凸起点柱，在上盖板1的四角对应设置凹陷点孔，上盖板1与下盖板2之间通过凸起点柱与凹陷点孔的配合定位固定。

实施例5：

作为优选的，为更好地实现本实用新型，在上述实施例的基础上进一步优化，特别采用下述设置结构：

如图1至图4所示，起焊耳座41与终焊耳座42的底部相对于下盖板2的底部呈一定的倾斜角度，这样设计能够方便在机加工去除辅助焊板4前，通过同时提升起焊耳座41与终焊耳座42先手动去除多余部分的辅助焊板4。

上述辅助焊板4的材质与热管本体的材质相同，以保证搅拌摩擦焊塑性状态的金属能够在热管本体与辅助焊板4之间塑性流动，并且不影响热管本体本身的结构强度。

如图2所示，当散热需求较大时，为了达到散热要求也会采用若干组介质腔5并排设置的平板热管。本实用新型的热管本体内还可以设置有若干组充液管3和介质腔5，采用一次搅拌摩擦焊可以同时封堵若干组充液孔。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。