[发明专利]一种用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置及其方法

权利要求书

1.一种用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：包括第一平面热管组件和第二平面热管组件，所述第一平面热管组件包括一对第一平面热管（1），该对第一平面热管（1）的第一蒸发段（13）施加在试板（20）焊缝起始端（9）位置两侧，该对第一平面热管（1）的第一冷凝段（15）伸入至第一水槽（3）内；所述第二平面热管组件包括第二平面热管（2），第二平面热管（2）的第二蒸发段（14）紧贴于焊缝起始端（9）上表面，第二平面热管（2）的第二冷凝段（16）伸入至第二水槽（4）内；所述第一蒸发段（13）和第二蒸发段（14）分别为第一平面热管（1）和第二平面热管（2）的热量吸收端，所述第一冷凝段（15）和第二冷凝段（16）分别为第一平面热管（1）和第二平面热管（2）的热量释放端。

2.    根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：所述第一水槽（3）和第二水槽（4）均包括入水口阀门（5）和出水口阀门（6）。

3.根据权利要求1所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：所述第一平面热管（1）和第二平面热管（2）均包括管壳（12）和位于管壳（12）内的液体工质（10）与吸液芯（11），所述管壳（12）为一封闭的具有矩形横截面和上、下平面的空间腔体。

4.根据权利要求3所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：所述管壳（12）为具有优良导热性的紫铜或铜合金制作而成，所述吸液芯（11）为泡沫金属材料制成，所述液体工质（10）为蒸馏水、甲醇或丙酮。

5.根据权利要求4所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：所述液体工质（10）为溶有SiO₂、Al₂O₃或CuO纳米颗粒的蒸馏水、甲醇或丙酮的纳米流体。

6.根据权利要求2所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置，其特征在于：所述第一水槽（3）和第二水槽（4）内靠近出水口阀门（6）处设有温度计（18）。

7.一种基于权利要求1至6任一项所述的用于搅拌摩擦焊接中的平面热管装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将一对第一平面热管（1）的第一蒸发段（13）分别施加在试板（20）焊缝起始端（9）位置两侧，将第二平面热管（2）的第二蒸发段（14）紧贴于焊缝起始端（9）上表面；

2）将第一水槽（3）和第二水槽（4）分别置于试板（8）的前、后两端，再分别将第一冷凝段（15）和第二冷凝段（16）伸入至第一水槽（3）和第二水槽（4）内部，打开第一水槽（3）和第二水槽（4）的进水口阀门（5）和出水口阀门（6），通过调节水流速度和入水流量，控制其出水温度；

3）对试板（8）进行搅拌摩擦焊接，将紧贴在焊缝起始端（9）上表面位置的第二平面热管（2）紧随搅拌工具（19），跟踪焊缝移动，同时，整个第二平面热管组件随搅拌工具（19）移动；通过第一平面热管（1）将焊接过程产生的热量迅速传导至试板（20）待焊部位实现焊前预热，通过第二平面热管（2）对焊缝进行冷却散热。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在所述步骤1）中，首先在第一平面热管（1）和第二平面热管（2）的管壳（12）下底面刷涂一层薄薄的导热硅脂，然后再分别放置在试板（20）焊缝起始端（9）两侧位置以及焊缝起始端（9）上表面位置。