本發(fā)明涉及相變冷板領(lǐng)域，尤其是涉及一種多隔腔式相變冷板及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、相變溫控技術(shù)利用相變材料的潛熱吸熱特性，在相變過程中能夠吸收大量的熱量而溫度基本保持不變。這一特性使得相變溫控技術(shù)在處理高功率密度元器件的散熱問題時具有顯著優(yōu)勢。相變溫控技術(shù)具有被動式、無需外部能源、散熱效果好、溫度控制穩(wěn)定等特點，能夠在保證散熱效果的同時降低噪音、減少能耗和占用空間。

2、相變溫控技術(shù)通常是以相變冷板的形式實現(xiàn)溫控的，相變冷板是由金屬外殼和內(nèi)部填充的相變材料兩部分組成。在做相變冷板的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要保證結(jié)構(gòu)強度，避免因相變材料相變時的體積變化而導(dǎo)致冷板鼓包、變形，同時也要盡可能的使得儲熱容量最大，以便填充更多的相變材料。為了防止相變材料的泄露，通常會對相變冷板進行焊接。

3、攪拌摩擦焊作為一種固相焊接方式，有著焊接質(zhì)量高、操作效率高的優(yōu)點，焊接過程中無需填充材料、保護氣體，焊前也無需對焊件表面進行預(yù)處理，殘余應(yīng)力小、焊縫組織優(yōu)良、焊接能力強，特別適用于相變冷板的焊接。攪拌摩擦焊接工藝通常只對金屬件的接觸間隙進行焊接，無法保證良好的結(jié)構(gòu)強度，因此，急需找到一種新的焊接工藝，既能保證冷板結(jié)構(gòu)強度良好，同時也能保證冷板具有最大儲熱容量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多隔腔式相變冷板及其制作方法，解決了傳統(tǒng)的只焊接接縫時，冷板中央易受力形變，結(jié)構(gòu)強度低的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種多隔腔式相變冷板，包括盒體和蓋板，盒體內(nèi)設(shè)有沉槽結(jié)構(gòu)，沉槽結(jié)構(gòu)內(nèi)壁設(shè)有搭邊臺階，沉槽結(jié)構(gòu)底部設(shè)有多個加強大筋，加強大筋將沉槽結(jié)構(gòu)分隔為多個單元腔，加強大筋上端設(shè)有加強小筋，蓋板下端面設(shè)有多個上凹槽，蓋板邊緣放置在搭邊臺階上，加強小筋插入上凹槽中，各單元腔內(nèi)設(shè)有相變材料。

3、優(yōu)選的方案中，蓋板上設(shè)有至少兩個定位孔，加強大筋上設(shè)有至少兩個定位柱，定位柱插入定位孔中。

4、優(yōu)選的方案中，多個加強大筋呈橫向和縱向布置組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，定位柱設(shè)在網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)相交節(jié)點處。

5、優(yōu)選的方案中，蓋板下端面還設(shè)有多個上凸起筋，單元腔內(nèi)設(shè)有多個下凸起筋。

6、優(yōu)選的方案中，下凸起筋與上凸起筋的高度和低于加強大筋高度。

7、優(yōu)選的方案中，各單元腔內(nèi)盒體和蓋板之間還設(shè)有補充翅片，補充翅片兩端分別連接盒體和蓋板。

8、優(yōu)選的方案中，單元腔底端的下凸起筋上設(shè)有避讓切槽，補充翅片一端插入避讓切槽中，蓋板上在靠近各單元腔處設(shè)有貫通的插縫，補充翅片另一端插入插縫中。

9、優(yōu)選的方案中，補充翅片內(nèi)部設(shè)有密閉腔，密閉腔外壁為可形變的薄壁片，密閉腔內(nèi)填充體積可被壓縮的氣體。

10、優(yōu)選的方案中，各相變塊兩側(cè)分別設(shè)有上槽體和下槽體，上凸起筋嵌入上槽體中，下凸起筋嵌入下槽體中。

11、優(yōu)選的方案中，

12、加工盒體、蓋板和補充翅片；

13、將盒體和蓋板扣合；

14、采用穿透式摩擦焊焊接加強小筋處及蓋板邊緣與盒體的接縫；

15、將固態(tài)相變材料加熱使其液化；

16、將蓋板調(diào)整水平；

17、將液化的相變材料從各插縫填充進入各單元腔中，并使液面與蓋板下側(cè)面平齊；

18、將補充翅片由插縫插入并使下端抵靠在單元腔底端，并擦除從插縫處溢出的相變材料

19、采用旋轉(zhuǎn)摩擦焊焊接補充翅片與插縫的接縫；

20、焊接位置冷卻后，將冷板整體放置到磨床上，平磨上外側(cè)面消除摩擦焊痕跡。

21、本發(fā)明的有益效果為：與傳統(tǒng)的只焊接兩個工件接觸間隙相比，通過多隔腔式設(shè)計，盒體與蓋板中央?yún)^(qū)域存在多條焊接帶，結(jié)構(gòu)強度更高，冷板不會因為相變材料相變發(fā)生的體積膨脹導(dǎo)致變形鼓包；

22、與將蓋板拆分為多個小蓋板后的分塊式焊接相比，焊接方式更簡單，可以一次焊接成型，同時占用的體積更小，能保證相變材料的填充量，焊接后表面的平面度也優(yōu)于分塊式焊接；

23、加強小筋寬度窄，可以節(jié)省設(shè)計空間，將更多的空間用于填充相變材料，以保證冷板的最大儲熱量，同時只需要小尺寸攪拌頭即可進行焊接，焊接時產(chǎn)升的熱量低于大尺寸攪拌頭，可以防止因溫度過高導(dǎo)致內(nèi)部相變材料氣化；

24、可采用二次焊接的方式，相變材料液體時填充冷板內(nèi)部，并采用補充翅片擠出殘余空氣，保證相變材料在液態(tài)時與冷板內(nèi)部的全方位的接觸，大大提升導(dǎo)熱面積；

25、補充翅片采用中空式設(shè)計，可削弱材料相變體積變化對冷板的壓力，降低冷板形變。

技術(shù)特征：

1.一種多隔腔式相變冷板，其特征是：包括盒體（1）和蓋板（2），盒體（1）內(nèi)設(shè)有沉槽結(jié)構(gòu)，沉槽結(jié)構(gòu)內(nèi)壁設(shè)有搭邊臺階（105），沉槽結(jié)構(gòu)底部設(shè)有多個加強大筋（102），加強大筋（102）將沉槽結(jié)構(gòu)分隔為多個單元腔（101），加強大筋（102）上端設(shè)有加強小筋（103），蓋板（2）下端面設(shè)有多個上凹槽（201），蓋板（2）邊緣放置在搭邊臺階（105）上，加強小筋（103）插入上凹槽（201）中，各單元腔（101）內(nèi)設(shè)有相變材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多隔腔式相變冷板，其特征是：蓋板（2）上設(shè)有至少兩個定位孔（202），加強大筋（102）上設(shè)有至少兩個定位柱（104），定位柱（104）插入定位孔（202）中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多隔腔式相變冷板，其特征是：多個加強大筋（102）呈橫向和縱向布置組成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，定位柱（104）設(shè)在網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)相交節(jié)點處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多隔腔式相變冷板，其特征是：蓋板（2）下端面還設(shè)有多個上凸起筋（203），單元腔（101）內(nèi)設(shè)有多個下凸起筋（106）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多隔腔式相變冷板，其特征是：下凸起筋（106）與上凸起筋（203）的高度和低于加強大筋（102）高度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述多隔腔式相變冷板，其特征是：各單元腔（101）內(nèi)盒體（1）和蓋板（2）之間還設(shè)有補充翅片（5），補充翅片（5）兩端分別連接盒體（1）和蓋板（2）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多隔腔式相變冷板，其特征是：單元腔（101）底端的下凸起筋（106）上設(shè)有避讓切槽（107），補充翅片（5）一端插入避讓切槽（107）中，蓋板（2）上在靠近各單元腔（101）處設(shè)有貫通的插縫（204），補充翅片（5）另一端插入插縫（204）中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述多隔腔式相變冷板，其特征是：補充翅片（5）內(nèi)部設(shè)有密閉腔（501），密閉腔（501）外壁為可形變的薄壁片（502），密閉腔（501）內(nèi)填充體積可被壓縮的氣體。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述多隔腔式相變冷板，其特征是：各相變塊（301）兩側(cè)分別設(shè)有上槽體（302）和下槽體（303），上凸起筋（203）嵌入上槽體（302）中，下凸起筋（106）嵌入下槽體（303）中。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述多隔腔式相變冷板的制作方法，其特征是：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N多隔腔式相變冷板，包括盒體和蓋板，盒體內(nèi)設(shè)有沉槽結(jié)構(gòu)，沉槽結(jié)構(gòu)內(nèi)壁設(shè)有搭邊臺階，沉槽結(jié)構(gòu)底部設(shè)有多個加強大筋，加強大筋將沉槽結(jié)構(gòu)分隔為多個單元腔，加強大筋上端設(shè)有加強小筋，蓋板下端面設(shè)有多個上凹槽，蓋板邊緣放置在搭邊臺階上，加強小筋插入上凹槽中，各單元腔內(nèi)設(shè)有相變材料，解決了傳統(tǒng)的只焊接接縫時，冷板中央易受力形變，結(jié)構(gòu)強度低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李威,柳俊萬,章璐嫻,吳陪荊,余曉夢,皮亞斌
受保護的技術(shù)使用者：武漢長盈通熱控技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/12