[发明专利]一种轻型叠制翅片冷板双面铝钎焊用工装及装夹方法

说明书

技术领域

本发明属于机械设计与工艺加工领域，涉及一种轻型叠制翅片冷板双面铝钎焊用工装。该工装实现了某轻型叠制翅片冷板的高效率的双面焊接，具备工件夹持快，定位准确、方便，焊接零件变形小等优点，适用于该冷板的大批量铝钎焊生产。

背景技术

总体单位对某便携式侦察雷达的外形尺寸和重量要求相当严格，整个侦察雷达体积较小，雷达内各分系统的热耗较高，并且某些分系统还具有局部热密度高的特点，给结构上的散热设计带来难题。该雷达运用集成设计的理念，采用集成共壁模块设计、冷板集成散热、分布式电源的方法进行减重与降功耗处理，成功的实现了雷达的轻型化与大功率散热要求。

冷板为雷达散热的核心器件，冷板有重量轻和高散热能力的要求。雷达的信号处理印制板、波控机印制板上的多个大功率的DSP以及FPGA芯片通过柔性导热衬垫传递到冷板。由于芯片高度不一致，冷板表面需设计若干个大小、高度不同的垫块才能实现芯片的表面贴附散热。冷板的另外一面是散热翅片，这些散热翅片应满足厚度尽量薄、沿冷却流方向阵列翅片尽量多等要求。

冷板有两种加工工艺成型方法。第一种是直接在铣床上将整张厚铝板铣削加工出来，包括零件正反两面的高低垫块和沿冷却流方向的多阵列翅片。此时，考虑到加工的工艺性，这些翅片不能太薄，厚度不能小于1mm；另一种是通过真空铝钎焊的方法，将一张平面铝板、散热翅片和各种垫块焊接在一起。若采用前者，零件的加工量太大，并且加工过程中需要多次热处理，尤其是1mm厚度的散热翅片，零件加工周期长；当采用叠制的铝箔翅片经过真空铝钎焊成型时，轻质的铝箔翅片具备散热好，重量轻的优点。将铝箔叠制成翅片既增强了铝箔整体的刚性，又增大了散热面积。叠制成翅片的铝箔材料厚度仅为0.1mm，相比铣削加工的1mm厚度，重量减轻了很多。冷板焊接所需的倾斜角度的翅片用线切割加工完成，采用真空铝钎焊工艺方法，将其与散热冷板焊接成一个整体冷板，满足雷达总体的散热要求。

由于总体单位对重量要求很严格，所以除冷板的安装配合面外，其余端面均铣削加工出减轻槽。冷板的主体厚度为2mm，减轻槽的槽深度为0.8mm。在减轻槽的减轻端面焊接叠制的翅片，另外一面焊接与印制板芯片贴附的高低不同的导热垫块。在翅片与冷板、导热垫块与冷板之间分别填充0.1mm厚的焊料。在进行真空铝钎焊时，焊料融化，将翅片和冷板、导热垫块与冷板无缝焊接在一起。

高温焊接时，需用工装板将两个焊接零件压紧，以确保两者之间的焊料在融化后能够充分填充间隙。冷板采用焊接工艺方法成型。最初采取的焊接方法是用整张工装板压紧有翅片的一面，另外一面上的导热垫块采用不锈钢螺钉将其紧固在冷板上，每个垫块至少加工两个M2的螺纹孔，装配螺钉的沉孔面位于冷板的减轻槽内。首批试制时，发现焊接前对每个垫块上打孔攻丝以及冷板面沉孔的工作量较大，并且这些不锈钢螺钉无形中增加了冷板的重量。

由于叠制的翅片自身高度上存在±0.5mm的加工高度误差，压紧工装板时不能保证每个翅片都能和冷板紧密贴附，焊接结果是部分翅片不能成功焊接，废品率较高或者出现部分翅片由于压缩量过大而变形。为了提高批生产的效率，需要一种特殊的焊接工装，实现不需在冷板上加工焊接所需的工艺沉孔，不需要安装工艺螺钉将每个导热垫块装配到冷板上，并且能确保每个散热翅片能可靠地贴附在冷板焊接面上。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的焊接的成功率和效率低的不足，本发明提出一种轻型叠制翅片冷板双面铝钎焊用工装及装夹方法，保证每个翅片能与冷板充分压紧接触，同时又能保证另外一面的每个导热垫块与冷板充分压紧贴附，压紧翅片的力应控制在合理的范围内，同时也应该考虑焊接高低温收缩时，各焊接件以及工装的变形收缩对焊接效果的影响。

技术方案

一种轻型叠制翅片冷板双面铝钎焊用工装，其特征在于包括中板、上板、下板、压紧螺钉和压紧螺杆；所述的中板上设有与冷板上端面的翅片相对应大小的通槽；所述的上板在与中板上的通槽中心相对应的位置处，设有与压紧螺钉配合的螺纹孔；所述的下板上设有与冷板下端面的导热垫板相对应大小的凹槽，凹槽末端设有与压紧螺杆配合的螺纹孔。

还包括弹簧，弹簧套在压紧螺钉上。

所述的压紧螺钉与翅片的接触面设计为圆形压紧端面。

所述的压紧螺杆和压紧螺钉螺纹顶端两侧切制成方端面。

所述的上板、中板和下板采用1Cr18Ni9Ti不锈钢材料。

一种使用所述的工装对冷板进行双面铝钎焊前的装夹方法，其特征在于步骤如下：