焊接封尾的大直径热管的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35890049发布日期:2023-10-28 19:39阅读:3来源:国知局


1.本实用新型涉及热管设备领域,尤其涉及一种焊接封尾的大直径热管。


背景技术:

2.热管是一种散热元件,热管的中空内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端,另外一端为冷凝端,当热管一端受热时,毛细管中的液体迅速汽化,蒸汽在热扩散的动力下流向另外一端,并在冷端冷凝释放出热量,液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端,如此循环不止,直到热管两端温度相等(此时蒸汽热扩散停止)。这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。
3.热管一般为铜管,且热管的直径一般在3-15mm之间,且热管的两端均为封闭的,但是两端的封闭是不同的,一般来说,一端的封闭是直接进行密封的,利用高温将端部进行融化后变为半球形的端面,另一端的封闭是在对铜管的内部进行加工后,再对其端部进行密封。
4.但是,通用型热管的直径是6mm,在进行端部密封时,效果很好;当热管的直径大于8mm时,很难进行密封焊接,而且还可能因为尾端内部空间大,造成焊接后尾端泄漏。


技术实现要素:

5.为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种焊接封尾的大直径热管。
6.本实用新型的技术方案是:一种焊接封尾的大直径热管,包括:
7.铜管,所述铜管的直径在8-15mm,铜管的一端为封闭端,另一端为敞口端;
8.在所述铜管的内壁设置铜粉层,同时在所述铜管的敞口端密封且焊接设置封口柱;和
9.设置有封口柱的所述铜管从敞口端至封闭端分别包括:蒸发段、隔热段和冷凝段。
10.进一步的,所述封口柱的材质为铜。一般情况下,为了和铜管的材质保持一致,选择使用铜制的封口柱,当然处于其他考虑,也可以选用其他金属或非金属材料,能保证对敞口端进行密封焊接,且能满足并承受热管内部液体的形态转化即可。
11.进一步的,所述封口柱为粉柱或实心柱。粉柱也是铜材质的,按照铜管的内径进行烧制粉柱,最终进行焊接时,直接融化与热管的敞口端进行密封焊接,保证热管的内部的密封效果;实心柱的设置为直接与热管的内径匹配,仅需要按长度切割即可,避免了加工的繁琐。
12.进一步的,所述封口柱呈圆柱设置。圆柱的设置,保证能与敞口端的连接是顺利的,后续焊接即可。
13.进一步的,所述封口柱呈圆台或圆锥设置,且沿铜管的敞口端内塞设置。这种结构的设置,能保证封口柱与敞口端的稳定连接。
14.进一步的,所述铜管的封闭端的外侧为半球形。半球形的设置,保证了热源与热管
接触时,能有足够的接触面积,提高散热的效果。
15.进一步的,所述铜管的敞口端设置封口柱后,其外侧呈平尾。平尾的设置可以减小无效段长度,增加导热效率,提升整体热管性能。
16.进一步的,所述封口柱通过热熔焊接设置在铜管的敞口端。
17.进一步的,所述铜粉层通过烧结设置在铜管的内壁。
18.进一步的,所述蒸发段吸热,所述隔热段内的蒸汽流向冷凝段,冷凝后的冷凝水沿铜粉层流动至吸热段。通过液体变为蒸汽,再进行流动,实现了吸热和放热过程的转化,最终实现热管的高效散热。
19.本实用新型的有益技术效果是:通过这种带封口柱焊接的热管,能实现大直径热管的密封焊接,无需缩尾后再进行焊接,提高了焊接的速度,同时避免了会因为尾端内部空间大,造成焊接后热管尾漏现象的发生;整体式节省缩尾制程环节、缩短时间,节省人力、物力,降低制造成本。
附图说明
20.图1是焊接封尾的大直径热管的立体结构示意图。
21.图2是焊接封尾的大直径热管的爆炸示意图。
22.图3是大直径热管的敞口端的焊接后的局部示意图。
23.图4是铜管的示意图。
24.图5是图4的敞口端的示意图。
25.图6是热管的工作原理示意图。
26.图中:
27.1、铜管,2、封闭端,3、敞口端,4、铜粉层,5、封口柱,6、蒸发段,7、隔热段,8、冷凝段。
具体实施方式
28.为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述,以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
29.参见附图1-6,本实施例中的一种焊接封尾的大直径热管,包括:
30.铜管1,铜管1的直径在8-15mm,铜管1的一端为封闭端2,另一端为敞口端3;在铜管1的内壁设置铜粉层4,同时在铜管1的敞口端3密封且焊接设置封口柱5;和设置有封口柱5的铜管1从敞口端3至封闭端2分别包括:蒸发段6、隔热段7和冷凝段8。
31.一种优选的技术方案,封口柱5的材质为铜。一般情况下,为了和铜管1的材质保持一致,选择使用铜制的封口柱5,当然处于其他考虑,也可以选用其他金属或非金属材料,能保证对敞口端3进行密封焊接,且能满足并承受热管内部液体的形态转化即可。
32.一种优选的技术方案,封口柱5为粉柱或实心柱。粉柱也是铜材质的,按照铜管1的内径进行烧制粉柱,最终进行焊接时,直接融化与热管的敞口端3进行密封焊接,保证热管的内部的密封效果;实心柱的设置为直接与热管的内径匹配,仅需要按长度切割即可,避免了加工的繁琐。
33.一种优选的技术方案,封口柱5呈圆柱设置。圆柱的设置,保证能与敞口端3的连接是顺利的,后续焊接即可。
34.一种优选的技术方案,封口柱5呈圆台或圆锥设置,且沿铜管1的敞口端3内塞设置。这种结构的设置,能保证封口柱5与敞口端3的稳定连接。
35.一种优选的技术方案,铜管1的封闭端2的外侧为半球形。半球形的设置,保证了热源与热管接触时,能有足够的接触面积,提高散热的效果。
36.一种优选的技术方案,铜管1的敞口端3设置封口柱5后,其外侧呈平尾。平尾的设置可以减小无效段长度,增加导热效率,提升整体热管性能。
37.一种优选的技术方案,封口柱5通过热熔焊接设置在铜管1的敞口端3。
38.一种优选的技术方案,铜粉层4通过烧结设置在铜管1的内壁。
39.一种优选的技术方案,蒸发段6吸热,隔热段内的蒸汽流向冷凝段8,冷凝后的冷凝水沿铜粉层4流动至吸热段。通过液体变为蒸汽,再进行流动,实现了吸热和放热过程的转化,最终实现热管的高效散热。
40.通过这种带封口柱5焊接的热管,能实现大直径热管的密封焊接,无需缩尾后再进行焊接,提高了焊接的速度,同时避免了会因为尾端内部空间大,造成焊接后热管尾漏现象的发生;整体式节省缩尾制程环节、缩短时间,节省人力、物力,降低制造成本。
41.内部烧结设置铜粉层的这种热管称为烧结式热管,其毛细结构是通过高温下铜粉烧结制造而成的。最常见的水介质烧结式热管制造流程大致为:选取99.5%纯度的铜粉,铜粉单体粒径一定要控制在75-150微米。首先使用工具将铜管的内壁清除干净,去除毛刺等瑕疵,接着将铜管放到稀硫酸中使用超声波清洗。清洗干净之后得到一根内外壁皆十分光滑、无氧化物的铜管。此时将一根细钢棍插到铜管里(需要工具精确地将钢棍儿固定在铜管的正中央,以方便铜粉均匀填充),将铜管底部用铜片暂时封闭。接着就可以把纯铜粉倒入铜管了。装填完毕之后就可以拿到烧结炉进行烧结。在烧结过程中,温度的把控也很重要。一般烧结炉峰值温度控制在800-850度(根据热管产品要求的渗透率规定再具体调节温度)。烧结完成之后使用一个辅助工具把铜管加紧,使用工具把钢棍抽出即可。
42.铜管管壁内高温烧结一层铜粉,管内注入纯水作为导热介质,经过抽真空后形成一只真空密闭的导热管。热管是一种具有极高导热性能的新型传热元件,它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量,它利用虹吸作用等流体原理,起到良好的制冷效果。具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、温度可控制等特点。
43.烧结的基本原理:在高温下(低于熔点),生坯固体颗粒的相互键联,晶粒长大,空隙(气孔)和晶界渐趋减少,通过物质的传递,其总体积收缩,密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体,这种现象称为烧结。即:固态中分子(或原子)间存在互相吸引,通过加热使质点获得足够的能量进行迁移,使粉末体产生颗粒黏结,产生强度并导致致密化和再结晶的过程称为烧结。
44.通过这种结构的热管,能保证大直径的热管的生产,为高效的散热提供了可靠的保证。
45.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,并不用于限制本实用新型,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做
出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
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