[发明专利]航空液冷机箱集成制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及航空液冷机箱集成制造方法。

技术背景

随着电子技术向高频化、集成化、高功率的方向发展，电子设备也呈现出高性能、小型化、高集成的发展趋势。有资料显示，器件的可靠性对温度十分敏感，在70℃～80℃水平上，温度每增加1℃，器件可靠性下降5％，散热技术已经成为影响电子设备可靠性的关键因素。航空电子设备受到体积限制，越来越多地采用液体冷却技术。与普通液冷机箱相比，航空液冷机箱对环境适应性、体积和重量要求更高，航空液冷机箱集成化、小型化、轻量化程度更高。液冷机箱一般利用内部水道的冷却液将功率器件耗散的热量带走，根据内部水道的分布可以分为单面水道、双面水道和多面水道。航空液冷机箱对内部水道及水道对接处的密封可靠性要求极高，还要承受恶劣的力学环境，同时还要保证成形后插件导轨槽的尺寸形位精度成为难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种能降低机械加工的难度，容易实现复杂的内部减重设计，且满足密封性要求及保证成形后插件导轨槽的尺寸形位精度的航空液冷机箱集成制造方法。

    本发明航空液冷机箱集成制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，机箱材料选择，由于该液冷机箱主要用在航空产品上，对材料的轻量化要求较高，优先选用铝合金材料，为保证其良好的热交换性，液冷机箱的冷却通道可以通过铸造、整体加工和焊接形成，因此选择材料时应从材料的机械性能、焊接性能、强度和防腐性能进行综合考虑，结合本液冷机箱冷却水道的焊接成形方式及材料防护性、强度等进行相应选择，机箱材料采用铝合金6063，

第二步，水道成形，液冷机箱水道的焊接工艺采用电子束焊和真空钎焊组合焊接工艺；

第三步，机箱成形，根据液冷机箱的结构形式，综合考虑水道焊缝质量、壳体适用材料、生产效率及成本等，机箱成形采用水道整体对接真空钎焊和导轨面蛇形水道端面电子束焊接封堵方案，水道整体对接真空钎焊方案要满足液冷机箱水道对接处可靠密封及机箱成形后空间结构内部系列尺寸组精度，涉及到的关键工艺技术有焊接分层设计、尺寸精度分配及精密焊接设计；导轨面蛇形水道端面电子束焊接封堵方案要保证水道的成形及水道的密封性和强度，涉及的关键工艺技术有冷却通道的加工及密封性和强度检测。

本发明能降低机械加工的难度，容易实现复杂的内部减重设计，且满足密封性要求及保证成形后插件导轨槽的尺寸形位精度。

具体实施方式

    本发明航空液冷机箱集成制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，机箱材料选择，由于该液冷机箱主要用在航空产品上，对材料的轻量化要求较高，优先选用铝合金材料，为保证其良好的热交换性，液冷机箱的冷却通道可以通过铸造、整体加工和焊接形成，因此选择材料时应从材料的机械性能、焊接性能、强度和防腐性能进行综合考虑，结合本液冷机箱冷却水道的焊接成形方式及材料防护性、强度等进行相应选择，机箱材料采用铝合金6063。

第二步，水道成形，液冷机箱水道的焊接工艺采用电子束焊和真空钎焊组合焊接工艺；

第三步，机箱成形，根据液冷机箱的结构形式，综合考虑水道焊缝质量、壳体适用材料、生产效率及成本等，机箱成形采用水道整体对接真空钎焊和导轨面蛇形水道端面电子束焊接封堵方案，水道整体对接真空钎焊方案要满足液冷机箱水道对接处可靠密封及机箱成形后空间结构内部系列尺寸组精度，涉及到的关键工艺技术有焊接分层设计、尺寸精度分配及精密焊接设计；导轨面蛇形水道端面电子束焊接封堵方案要保证水道的成形及水道的密封性和强度，涉及的关键工艺技术有冷却通道的加工及密封性和强度检测。

密封性和强度检测工序安排在液冷机箱采用焊接的方法连接形成冷却液通道后，并通过特殊而严格的方法进行。检测时需使用专用的检测工装，通过减压阀将高压氮气调整到所需的检测压力，对液冷机箱的冷却液通道进行加压检测。一般先充入较低的流体压力(一般为0.8MPa)，保持5 min，然后慢慢增加到大于工作流体压力1倍以上的压力，一般取1.2 MPa，保持15 min，无破坏和渗漏后才能进行液冷机箱的精加工。密封性和强度检测试验时必须采取必要的安全防护措施，如焊缝、封闭端应对着无人的方向，避免物体飞出伤人。