CN106425007A - 金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，包括金属翅片，还包括金属板和焊料层；金属翅片由多个劲并列间隔设置形成；焊料层设置在金属板两侧形成复合焊片，多个复合焊片分别插置于劲之间的间隔中形成焊接主体，复合焊片的厚度与劲之间的间距相等，其高度小于金属翅片的高度，其长度大于金属翅片的长度；金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构还包括夹紧和固定焊接主体的焊接夹具，焊接夹具包括夹紧和固定焊接主体上与所述复合焊片平行的两个侧面的夹紧结构。还公开了一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法；本发明通过将金属板和金属翅片的巧妙配合设计，使得真空焊接后的成品能够获得更好的焊接质量，提高生产效率，降低生产成本。

Description

金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法

技术领域

本发明涉及一种焊接结构，尤其是涉及一种能够避免金属翅片与金属底座之间产生虚焊问题的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法。

背景技术

如今，在金属加工业的精度及质量的要求日益提高的情况下，在焊接加工领域，对焊接的高质量需求也越来越大。真空钎焊，是指工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。其能够实现相较于普通焊接更为精确和完美的焊接效果，满足更为精密的金属器件之间的焊接需求。例如，市面上极为常用的散热器的金属结构部分的加工；为了使得散热效果更佳，散热器一般包括扩大散热面积的翅片部分和与发热器件表面接触的底座部分。现有的加工方式大概有如下几种：

1、采用金属板底座2a与金属翅片1a直接采用工装夹具对金属翅片和金属底座进行焊接，具有较薄较密集的翅片的散热器产品一般都采用S型的金属折叠翅片作为制作部件，将翅片整体放置在金属板上方，然后对接触部位进行焊接，如图1所示，但是工装夹具复杂，工序繁多，由于焊接质量不稳定，往往会导致翅片有变形，并且翅片与底座之间的焊接面积小，连接强度低，容易导致虚焊等问题。

2、采用铲翅片形式制作，如图2所示，通过直接在金属板上利用设备直接加工金属翅片1b的形式，使实心的金属板上挖出间隔的沟槽从而在实心底座2b上形成具有一定厚度的金属翅片1b，但这种加工方式只做的翅片，其高度有限，且翅片的厚度也比较大。

3、采用机械加工制作金属翅片1c和底座2c，如图3所示，由于成本高，效率低，对设备的精度要求高等缺点，翅片厚度较薄时，不适合机械加工。

因此，现有的通过对厚度较薄且间距较小的金属翅片和金属板材之间的加工形成散热器结构，一般都存在焊接质量、工艺难度及生产效率低和成本高的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，避免了金属翅片与金属底座之间的焊接质量不稳定的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，包括金属翅片，其中，还包括金属板和焊料层；所述金属翅片由多个劲并列间隔设置形成；所述焊料层设置在所述金属板两侧形成复合焊片，多个所述复合焊片分别插置于所述劲之间的间隔中形成焊接主体，所述复合焊片的厚度与所述劲之间的间距相等，其高度小于所述金属翅片的高度，其长度大于所述金属翅片的长度；该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构还包括用以夹紧和固定所述焊接主体的焊接夹具，所述焊接夹具包括夹紧和固定所述焊接主体上与所述复合焊片平行的两个侧面的夹紧结构。

本发明还提供一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，有效解决金属翅片与金属底座之间的焊接质量不稳定的问题。

其技术解决方案为：

一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接的方法，其中，该方法包括步骤：

步骤一，将多个复合焊片分别插置在金属翅片的相邻的劲之间形成焊接主体，且所述复合焊片的厚度与相邻的所述劲之间的间距相等；

步骤二，用焊接夹具夹紧所述焊接主体上设有所述复合焊片的部分的外侧面，形成金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构；

步骤三，将该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构放入真空钎焊炉中进行焊接；

步骤四，取出该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，拆下所述焊接夹具，根据产品设计结构对焊接完成的该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构进行裁切加工，形成具有实心结构的底座和金属翅片的整体的产品。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法通过以金属翅片作为主体部件，将具有焊料层的金属板的复合焊片安插在金属翅片上需要形成实心底座的部分中，使多个复合焊片分别与金属翅片压紧在一起形成实心结构，在通过焊接夹具的夹紧固定再将其送入真空钎焊炉中进行焊接，从而得到了通过复合焊片与金属翅片大面积焊接成型的实心底座部分，借此，本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法具有以下优点：

1、结构简单，操作方便，提高了生产效率；

2、生产成本低，焊接强度高，无未焊合现象，解决金属翅片与底座之间的焊接质量不稳定的问题；

3、解决了金属翅片高度方向形成长男焊接，金属翅片容易发生弯曲变形的问题；

4、更好的保证了金属翅片的劲与劲之间的间距尺寸的统一。

附图说明

图1为现有的直接焊接制成的散热器主体结构的结构示意图；

图2为现有的铲片式结构的散热器主体结构的结构示意图；

图3为现有的直接加工成型的散热器主体结构的结构示意图；

图4为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构的焊接主体的结构示意图；

图5为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构的结构示意图；

图6为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构焊接后精加工的产品示意图；

图7为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法中的打孔夹具的结构示意图；

图8为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法的步骤示意图。

主要元件标号说明：

本发明：

1、1a、1b、1c：金属翅片 11：劲 12：螺栓头孔

2、2a、2b、2c：底座 3：复合焊片 31：定位销孔

32：定位销 A：焊接主体 4：焊接夹具

41：固定板 42：限位板 43：固定压板

44：垫板 45：压紧螺栓 46：固定螺栓

5：金属翅片打孔夹具 51：上夹板 52：下夹板

511、521：间距固定板 6：打孔设备

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明的一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，主要的应用中，尤其适合于加工具有较密集和较薄的翅片的散热器产品。本发明同样采用金属翅片，只是金属翅片可以为多个单独的金属薄片(劲)组成或者是整体的金属折叠翅片，但与现有的散热器真空钎焊的结构有所不同，本发明在制作的过程中，金属翅片的整体体积即已经包括了实心底座的体积，也就是说通过在需要制作成实心底座的金属翅片的部分穿插有能够通过真空钎焊而与相邻的劲接合的金属板，从而使焊接部分形成实心的底座。本发明较佳的实施方式中，所插置的金属板的材料与金属翅片的材料相同，从而避免产生因为材料的热膨胀系数不同而发生焊接应力的产生，从而导致翅片变形的问题出现。一般情况下，所述金属板和金属翅片的材料可以是铝、铝合金、铜、铜合金，不锈钢、合金钢、低碳钢、钛、镍、因康镍等金属材料。

请参阅图4及图5所示，为本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构的示意图，在其较佳的实施方式中，本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构包括金属翅片1，还包括金属板和焊料层；所述金属翅片1由多个劲11并列间隔设置形成，当然，整体的金属翅片1可以是由多个独立的劲11组成，也可以是整体的折叠金属翅片；所述焊料层设置在所述金属板两侧形成复合焊片3，多个所述复合焊片3分别插置于所述劲11之间的间隔中形成焊接主体A，所述复合焊片3的厚度与所述劲11之间的间距相等，使复合焊片3的两侧面能够与相邻的劲11的接触面紧密接触，保证焊接的有效性；而其高度小于所述金属翅片1的高度，其长度大于所述金属翅片1的长度；其中，金属翅片1上插置复合焊片3的位置可以根据产品设计而进行调整，一般的散热器产品设计为将金属翅片的底部部分制成金属实心的底座2；当然，也可以设置于其他部位，例如中间部分，当焊接完成后，对实心部分的中间位置进行切割形成两个相同的散热器也可以；而复合焊片3的高度也可以根据需要进行调整，也就是说，产品的金属实心的底座2的上表面也可以不是水平面，通过对复合焊片3的高度的调整，可以使其形成斜面或曲面等，根据具体需求设计；而使复合焊片3的长度大于金属翅片1的长度，使得复合焊片3在***后还存在突出金属翅片1的部分，其主要是为使其与金属翅片1的焊接更为完整，同时，焊接夹具4夹紧焊接主体A的延伸方向的两端时夹紧的是复合焊片3而不是金属翅片，减少了金属翅片受损的可能性。当然，在一些情况下，复合焊片3也可以不用突出金属翅片1，而保持与金属翅片1平齐即可。如图5所示，该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构还包括用以夹紧和固定所述焊接主体A的焊接夹具4，所述焊接夹具4包括夹紧和固定所述焊接主体A上与所述复合焊片平行的两个侧面的夹紧结构，也就是说能够将翅片和复合焊片压紧。本发明的焊接夹具4为满足能够将焊接主体A牢固的夹紧的要求的夹具结构即可。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其较佳的实施例中，所述复合焊片3为经由于所述金属板上涂覆焊料层形成的一体结构。在实际加工过程中，在进真空钎焊炉焊接之前，技术人员将整体的复合焊片3插置入金属翅片1的劲11与劲11之间的间隔中，若金属板和焊料层为预先制备为一体的部件，能够更好地提高生产效率。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其较佳的实施例中，所述复合焊片3突出所述金属翅片1的部分的厚度为所述劲11之间的间隔距离和所述劲11的厚度之和。由于复合焊片3在金属翅片1外的部分之间是没有劲填充其间隔距离的，所以，复合焊片3在金属翅片1外的部分的厚度需要为较大的厚度，其厚度为在劲11与劲11之间的间隔与一个劲11的厚度之和。其形状可以是T型或者是L型，根据需要设定即可。以保证在金属翅片1外侧的复合焊片3在被压紧后不会因为中间没有劲的填充而发生变形等问题。当然，复合焊片3突出金属翅片1外的部分也可以设计为不具有焊料层的结构。

请再参阅图4及图5所示，如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其较佳的实施例中，于所述金属翅片1两端部外的全部所述复合焊片3设有相互连通的定位销孔31，所述定位销孔31内安插有定位销32。当然，这里定位销孔31的位置是属于焊接完成后将被切割除去的部分，因此，为了避免复合焊片3装配参差不齐，影响后续装配和产品成型，较佳地可以在复合焊片3两侧加工特定数量的定位销孔31，采用定位销32的将复合焊片3组装起来。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其较佳的实施例中，请参阅图5所示，所述焊接夹具4包括：固定板41、限位板42和固定压板43。固定板41平行于所述焊接主体A的第一侧面并与其紧贴设置，该固定板41是用以支撑焊接主体A的一侧，焊接主体A放入该焊接夹具4后，其一侧面便紧靠该固定板41；两个限位板42与所述固定板41垂直且其一端部固定于所述固定板41两端，两个所述限位板42夹紧由所述金属板两端形成的所述焊接主体A的两侧面，也就是指焊接主体A的两个被裁切的侧面；固定压板43与所述固定板41相对设置并固定在两所述限位板42的另一端部，所述固定压板43上设有多个压紧螺栓45，所述固定压板43内侧设有紧贴所述焊接主体A第一侧面相对的第二侧面的垫板44，所述垫板44经由压紧螺栓45压紧在所述焊接主体A上；借此由固定板41、限位板42和固定压板43可以经由固定螺栓46连接固定，构成了一个能够容纳焊接主体A的矩形框架，焊接主体A经由垫板44压紧第二侧面，施以足够的压力，使得各所述劲11和复合焊片3紧密的贴紧在一起，以促进本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构在放入真空钎焊炉焊接后，能够达到最好的焊接效果和质量。更进一步的实施例中，为了避免焊接过程中出现焊接主体A与焊接夹具4的粘连，所述焊接夹具4与所述焊接主体A接触的接触面均涂覆有防止焊料粘连的防粘连层，较佳的情况下，可以在焊接夹具4的接触面上喷涂可以防止粘连的陶瓷层；借此，在完成焊接后，可以轻易地取下焊接主体A，而不损坏焊接主体A的结构。

本发明通过将金属板和金属翅片之间的巧妙结合实现了一种能够为真空钎焊带来更为高质量的焊接效果和更好的产品结构强度的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，为了该技术的实施，本发明提出了如下一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，而其较佳的实施例中，请参阅图8，该方法包括步骤：

步骤一S01，将多个复合焊片3分别插置在金属翅片1的相邻的劲11之间形成焊接主体A，且所述复合焊片3的厚度与相邻的所述劲11之间的间距相等；使得金属翅片1的各个劲11能够与复合焊片3充分接触，并且在插置有复合焊片3的部分形成实心结构。

步骤二S02，用焊接夹具4夹紧所述焊接主体A上设有所述复合焊片3的部分的外侧面，形成金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，用以固定整个焊接结构。

步骤三S03，将该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构放入真空钎焊炉中进行焊接；通过真空钎焊炉的高温作用，使得复合焊片3上的焊料层将金属板和金属翅片1的劲11焊接在一起，形成具有焊接为一体的实心结构的座体。

步骤四S04，取出该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，拆下焊接夹具4，根据产品设计结构对焊接完成的焊接主体A进行裁切加工，形成具有实心结构的底座2和金属翅片1的整体的产品，如图6所示。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其较佳的实施例中，在所述的步骤一中，所述复合焊片3为在金属板两侧面涂覆有焊料层的结构，且所述复合焊片3的底面与所述金属翅片1的劲11的竖直方向上的底面平齐，所述复合焊片3与所述金属翅片1组合形成实心结构；所述复合焊片3上方形成与所述实心结构连接的翅片结构；即依产品的设计需求，将所述金属翅片1的底部设计为实心结构的底座部分，因此，将复合焊片3插置在金属翅片1的底部，以使其在焊接后能够在底部直接形成实心结构的底座2，完成焊接后，只需对突出的复合焊片3进行裁切即可。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其较佳的实施例中，在步骤一中，还包括在突出所述金属翅片1两侧面的全部所述复合焊片3中设有相互连通的定位销孔31，并使用定位销32穿插在所述定位销孔31中对所述复合焊片3进行定位。以借此定位所有的复合焊片3防止复合焊片3装配参差不齐，影响后续装配和产品成型。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其较佳的实施例中，在步骤一之前还包括根据产品上设置螺栓头孔12的需要在所述金属翅片1上预打螺栓头孔的步骤，该步骤中，所述螺栓头孔12为由所述金属翅片1的顶面沿所述劲11的高度方向开设，且开设至所述复合焊片3的顶面。请参阅图4所示，根据产品设计的要求，需要在金属翅片1上开设螺栓头孔12，用以容置螺栓的螺栓头。为了使得所开设的螺栓头孔12不影响真空焊接的效果，需要进行预打孔的步骤，且该螺栓头孔12的深度为插置有复合焊片3的部分以外的金属翅片1的高度，也就是说螺栓头孔12只开至复合焊片3的顶面即可，不加工到焊接位置，不对与复合焊片3接触的劲11进行开孔操作，防止焊接后由于部分劲11被加工去除后，会导致复合焊片3之间存在焊接缝隙。在焊接完成后，可以通过该螺栓头孔12再对实心结构的底座部分加工螺栓孔，使得螺栓孔与螺栓头孔12形成沉头孔结构，用以将散热器通过螺栓连接至其他发热设备。

如上所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其较佳的实施例中，所述预打螺孔的步骤中，使用上夹板51及下夹板52之间分别设有***至劲11之间的间隔中并用以隔开各个劲11的间距固定板511、521的金属翅片打孔夹具5对金属翅片1进行固定，并使用打孔设备6在所述上夹板51或下夹板52上预留的打孔位对所述金属翅片1进行打孔。请参阅图7所示，该金属翅片打孔夹具5设有上夹板51及下夹板52，而上夹板51和下夹板52上均设有突出的并列设置的间距固定板511、521，间距固定板511、521的厚度与劲11之间的间距相等，用以***劲11之间的间隔处，对劲11进行支撑和定位，避免劲11由于外力的作用产生弯曲变形。较佳的实施方式中，应对可能用在折叠金属翅片的S型的结构，所述间距固定板511、521可以在上夹板51和下夹板52上间隔设置，形成相互配合的齿状结构。而在上夹板51或下夹板52上可以开设有安装打孔设备6用的打孔位，将打孔设备6安装在打孔位上可以对金属翅片1进行打孔加工。当然打孔位处的金属翅片打孔夹具5不设有间距固定板。较佳的实施方式中，所述打孔设备6可以是电火花机等。

本发明的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构及方法通过将金属板和金属翅片的巧妙配合设计，使得金属板和金属翅片构成的焊接主体在焊接后能够获得更高的焊接质量和焊接强度，而且结构简单，操作方便，成本低；尤其是解决了传统焊接结构和方法中应对较为密集和较薄的金属翅片的加工所存在的加工质量低，翅片容易受损的问题。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，包括金属翅片，其特征在于，还包括金属板和焊料层；所述金属翅片由多个劲并列间隔设置形成；所述焊料层设置在所述金属板两侧形成复合焊片，多个所述复合焊片分别插置于所述劲之间的间隔中形成焊接主体，所述复合焊片的厚度与所述劲之间的间距相等，其高度小于所述金属翅片的高度，其长度大于所述金属翅片的长度；该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构还包括用以夹紧和固定所述焊接主体的焊接夹具，所述焊接夹具包括夹紧和固定所述焊接主体上与所述复合焊片平行的两个侧面的夹紧结构。

2.如权利要求1所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其特征在于，所述复合焊片为经由于所述金属板上涂覆焊料层形成的一体结构。

3.如权利要求2所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其特征在于，所述金属板突出所述金属翅片的部分的厚度为所述劲之间的间隔距离和所述劲的厚度之和。

4.如权利要求3所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其特征在于，于所述金属翅片两端部外的全部所述复合焊片设有相互连通的定位销孔，所述定位销孔内插置有定位销。

5.如权利要求1至4任意一项所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，其特征在于，所述焊接夹具包括：

平行于所述焊接主体的第一侧面并与其紧贴设置的固定板；

与所述固定板垂直且其一端部固定于所述固定板两端的两个限位板，两个所述限位板紧靠由所述金属板两端形成的所述焊接主体的两侧面；

与所述固定板相对设置并固定在两所述限位板的另一端部的固定压板，所述固定压板上设有多个压紧螺栓，所述固定压板内侧设有紧贴所述焊接主体第一侧面相对的第二侧面的垫板，所述压紧螺栓压紧所述垫板至所述焊接主体上；

所述焊接夹具与所述焊接主体接触的接触面均涂覆有防止焊料粘连的防粘连层。

6.一种金属板与金属翅片真空钎焊的焊接的方法，其特征在于，该方法包括步骤：

步骤一，将多个复合焊片分别插置在金属翅片的相邻的劲之间形成焊接主体，且所述复合焊片的厚度与相邻的所述劲之间的间距相等；

步骤二，用焊接夹具夹紧所述焊接主体上设有所述复合焊片的部分的外侧面，形成金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构；

步骤三，将该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构放入真空钎焊炉中进行焊接；

步骤四，取出该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构，拆下所述焊接夹具，根据产品设计结构对焊接完成的该金属板与金属翅片真空钎焊的焊接结构进行裁切加工，形成具有实心结构的底座和金属翅片的整体的产品。

7.如权利要求6所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其特征在于，在所述的步骤一中，所述复合焊片为在金属板两侧面涂覆有焊料层的结构，且所述复合焊片的底面与所述金属翅片的劲的竖直方向上的底面平齐，所述复合焊片与所述金属翅片组合形成实心结构；所述复合焊片上方形成与所述实心结构连接的翅片结构。

8.如权利要求7所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其特征在于，在步骤一中，还包括在突出所述金属翅片两侧面的全部所述复合焊片中设有相互连通的定位销孔，并使用定位销插置在所述定位销孔中对所述复合焊片进行定位。

9.如权利要求6至8任意一项所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其特征在于，在步骤一之前还包括根据产品上设置螺栓头孔的需要在所述金属翅片上预打螺栓头孔的步骤，该步骤中，所述螺栓头孔为由所述金属翅片的顶面沿所述劲的高度方向开设，且开设至所述复合焊片的顶面。

10.如权利要求9所述的金属板与金属翅片真空钎焊的焊接方法，其特征在于，所述预打螺栓头孔的步骤中，使用上夹板及下夹板之间分别设有***至所述劲之间的间隔中并用以隔开各个所述劲的间距固定板的金属翅片打孔夹具对所述金属翅片进行固定，并使用打孔设备在所述上夹板或下夹板上预留的打孔位对所述金属翅片进行打孔。