[发明专利]一种互通液冷机架焊接接头及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及液冷式散热结构，特别是一种互通液冷机架焊接接头及其制作方法。

背景技术

电子技术的迅速发展使电子设备的高频率、大功率和高密度组装成为可能，这就使得在有限的体积范围内电子设备的功耗不断增加，热流密度急剧上升，导致设备电器元件温度迅速提高，从而引起电子设备的故障越来越多。据调查55%的电子设备失效是由温度过高引起的，过热损坏已成为电子设备的主要故障形式。为了满足愈来愈高的散热要求，现代机架或机箱已普遍采用液冷结构，这就对机架或机箱的密封性提出了更高的要求。同时，随着高集成度模块和模块的高密度组装，机架或机箱的结构越来越小型化，要在较小的空间内实现液冷，机架或机箱的结构变得越来越复杂。现代制造技术的快速发展虽然在一定程度上保证了机架或机箱的生产质量，但由于其结构复杂、散热性和密封性要求高、工序复杂、生产流程长等特点，机架或机箱的发展一直受制造工艺尤其是焊接工艺的制约。

传统的风冷机架或机箱为板翅式钎焊结构，而液冷机架或机箱通常为带微细液冷通道的单层或多层散热冷板焊接而成，其制造的关键为散热冷板之间互通接头的焊接。散热冷板之间的互通接头目前常用的解决方法是设计专用焊接夹具，将液冷机架或机箱一次装夹成型然后通过真空钎焊整体焊接而成，但由于液冷机架或机箱通常结构紧凑且高度复杂，部分钎焊缝的密封面又狭窄，所以该方法的焊接合格率非常低，而且焊后几乎无法返修。为提高焊接合格率，在分析液冷机架或机箱结构特点的基础上，结合各焊接方法的特点，部分企业在生产过程中进行了分步焊接，即先用真空钎焊将各冷板单独焊接成型，然后再将各冷板组焊成机架或机箱，组焊方法通常为熔化焊，接头形式普遍为角接。机箱或机架的分步焊接方法与传统的整体钎焊相比较能够较大幅度提高焊接合格率，但由于焊接角焊缝时热输入较大，容易引起冷板钎焊缝重熔、流失。另外因结构限制，部分施焊空间受限，同时受钎料重熔的影响，熔化焊时也很容易产生焊接缺陷，从而导致整个机架或机箱的焊接合格率仍较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、焊缝密封性好、便于返修和结构强度高的互通液冷机架焊接接头及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种互通液冷机架焊接接头，它包括焊接冷板和连接冷板，所述的焊接冷板两侧分别设置有至少两个榫头，榫头为中空结构，所述的连接冷板上开设有竖直向下的凹槽，凹槽底部开有与焊接冷板数目一致的多个榫槽，榫槽的外形尺寸与榫头相匹配，沿凹槽的侧壁上方还开有盖板槽，盖板槽内装配有冷板盖板；焊接冷板水平安装在两块连接冷板之间，榫头与榫槽配合，并通过焊接的方式密封。

所述的榫头的长度与榫槽的深度相等。

所述的凹槽的四角为圆弧结构。

所述的榫头与榫槽之间采用电子束焊接，且榫槽四周距凹槽的距离不小于电子束焊缝宽度的一半。

一种互通液冷机架焊接接头的制作方法包括以下步骤：

S1、焊接冷板的制作，它包括以下步骤：

S11、在焊接冷板基板上预留加工榫头的位置，该位置不能有钎焊缝，完全位于基板上，且距基板与盖板之间钎焊缝的距离在5mm以上；

S12、采用真空钎焊焊接冷板；

S13、在焊接冷板基板上加工腰型的榫头，榫头为中空结构，榫头的壁厚满足机架的承压要求；

S14、气密试验检测焊接冷板的密封性，检验合格后，得到焊接冷板；

S2、连接冷板的制作，它包括以下步骤：

S21、在连接冷板上加工榫槽，榫槽的深度与榫头的长度一致，且榫槽的外形尺寸与榫头相匹配；

S22、在连接冷板上加工凹槽，将需要连通的榫槽连接在一起，凹槽的深度是连接冷板厚度与榫槽深度的差值，凹槽的转角位置设计为圆弧。榫槽四周距凹槽的距离不低于电子束焊缝宽度的一半；

S23、在凹槽上加工台阶结构的盖板槽，盖板槽的转角位置设计为圆弧，盖板槽的深度根据液冷压力确定，盖板槽比凹槽略大；

S3、用电子束焊接榫头和榫槽之间的缝隙，焊接后检查焊缝的致密性；

S4、榫头和榫槽之间的焊缝气密性满足要求后，再用电子束焊接连接盖板与盖板槽之间的焊缝；

S5、将焊接完成的液冷机架进行气密试验，若有泄漏则进行补焊，且补焊次数满足熔化焊补焊次数的规定。

本发明具有以下优点：

1、所有接头形式均为对接形式且均分布在机架或机箱外侧，施焊位置不受限制，容易保证焊缝质量，尤其是焊缝的致密性，焊缝密封性好，合格率高。