技术领域
本发明属于爆炸焊接技术领域,特别涉及到在应用爆炸焊接 技术中的形状保护方法。
背景技术
目前随着计算机的更新换代,CPU
散热问题日益突出,现在 使用的
铝散热器的散热效率已不能满足需要。
铜的散热性高于 铝,但纯铜散热器重量大,而且形状复杂的鳍片制造困难,成本 高。由于铝的材质软,挤朔成型的生产效率高,且纯铝散热器重 量轻,材料费低,如能把一定厚度的铜板与铝散热器的底平面实 现焊接,利用铜的快速
传热性能就可以大大提高散热器的散热效 果。现在已经有采用粘接的方法把铜板粘贴在铝散热器底面上的 铝铜复合底散热器,使散热器的散热效果有所提高,但所用的粘 贴介质是非金属材料,由于这层介质的存在,降低了铜铝间的传 热性能。爆炸焊接技术可以实现铜铝间的无介质连接,而且有结 合强度高,在
热处理、机加工等条件下能确保复合层不分离的突 出优点。在爆炸焊接过程中,炸药爆轰产生巨大的压
力,推动复 板以几百米/秒的飞行速度与
基板倾斜碰撞,实现焊接后,由于焊 接件还有剩余
动能,当它与
基础接触时,会受到很大的冲击、挤 压作用,这些因素都造成
焊接件不同程度的
变形。对于平板状工 件,可以通过
机械加工的方法实现整形,如果基板是带有鳍片等 具有复杂形状特征的
工件(如
附图1所示),很难用常规机械加 工的方法将焊接件的变形恢复原状。本发明设计了一种特殊的爆 炸焊接技术,使之在实现焊接以后,能保持焊接件的整体形状不 变。
发明内容
本发明的目的:提供一种具有形状保护功能的爆炸焊接技 术,爆炸焊接后,焊接件不变形,且焊接强度高,在机加工、热 处理等工艺过程中,复合界面不发生开裂。
实现本发明的设想:
目前应用爆炸焊接技术,已经成功的制造出平板状或圆管状
复合材料。对于带有鳍片等复杂形状的散热器或其他异
型材,在 爆炸焊接过程中会破坏其原来的形状。焊接件(由焊接复板和焊 接基板组成)的弯曲和变形主要是由于在爆炸焊接时,焊接复板
对焊接基板的高速碰撞,以及焊接件剩余
能量的存在,使得它继 续向下运动,并与基础作用产生的。因此,可以设计一种特殊的 爆炸焊接技术,减少焊接件的剩余动能,对焊接件实施保护措施, 同时设置吸能基础,缓冲地面对焊接件的冲击,达到防止焊接件 变形的目的。
实现本发明的技术方案:
首先,在实现良好焊接的前提下,应减少焊接复板对焊接基 板的碰撞速度,从而能减少焊接件的冲击变形,碰撞速度应控制 在320~350米/秒,还应减少装药的
质量比(单位面积上炸药的 质量与复板质量的比值),这样能减少焊接件的剩余能量,质量 比控制在0.5~0.7,同时,对焊接件要采取保护措施,如附图 2所示,将焊接件置于保护模具中,保护模具由刚性金属围箍 和填充物组成,填充物可以采用金属材料,也可以采用非金 属材料或两种材料的混合物。金属围箍和填充物的作用是限制 焊接件的变形,金属填充物可以采用
铁、铜、铝、铅等材料(金 属粉或板),非金属填充物可以采用
石膏、
水泥、
石蜡、聚氯乙 烯等材料,根据焊接件的形态选择填充物的组份,用填充物填满 焊接件的空隙。为了减少地面对焊接件的冲击变形作用,应将爆 炸焊接装置(包括炸药、焊接件、保护模具)安放在“吸能基 础”上。吸能基础采用疏松、粉末状材料,如细
矿石粉、细沙等, 根据爆炸焊接的装药量,调整吸能基础的深度,利用吸能基础的 缓冲作用把焊接件的剩余能量吸收掉。
本发明的效果和益处:
使用本发明主要是可以实现在爆炸焊接后,焊接件的形状保 持不变。如爆炸铝铜复合底散热器,是应用爆炸焊接技术将铜板 焊接在铝散热器上制成的,它适用于计算机、
电子元件及各种发 热体上,具有高效的散热性能,是一种新型的、铜铝间无任何粘 接物的复
合金属散热器,可以满足计算机市场急需提高CPU散热 能力的需要。本发明适用于各种材质的散热器与高导热性能金属 材料的爆炸焊接,也适用于各种异型材及需要形状保护的非平板 工件与
碳钢、
合金钢、有色金属板的爆炸焊接。
附图说明
附图1是一种铝散热器的结构示意图,图中:1散热器底, 2散热器鳍片。
附图2是实现本发明的爆炸焊接结构示意图,图中:3炸 药,4木板围框,5焊接复板,6安装间隙,7
支撑环, 8焊接基板,9金属围箍,10填充物,11吸能基础。
具体实施方式:
以下结合附图,详细叙述本发明的
实施例。 焊接基板8为长条形铝散热器,焊接复板5为4mm厚的铜 板,焊接基板8的鳍片高度为30mm,炸药3为粉状
硝酸 铵与黑索今混合炸药,重量比为,硝酸铵∶黑索今=95∶5。炸药 3均匀布满在焊接复板5上,炸药四周为木板围框4, 炸药厚度为30mm,炸药的爆速为2100米/秒。焊接基板8与 焊接复板5的安装间隙6为5mm,支撑环7安放在焊 接基板8上,它的作用是支撑焊接复板5与焊接基板8 保持一定的间隙,支撑环7材料为铝,由厚度为1mm的
铝片 卷成直径约为4mm的圆环形,支撑环7的高度为5mm。填充 物10为石膏加铁粉,重量比为,石膏∶铁粉=50∶50,铁粉 为普通工业铁粉,加入适量的水,搅拌均匀后,将填充物充满焊 接基板8的所有空隙及焊接基板8与金属围箍9之间, 填充物比鳍片高出50mm(如图2所示),填充物固结硬化后进行 爆炸焊接。金属围箍9用厚度为20mm的普通钢板制成,吸能 基础11为普通细矿石粉,基础厚度为300mm。爆炸焊接后, 焊接件的形状保持不变。