[发明专利]一种铜铝复合液冷组件的钎焊工艺

权利要求书

1.一种用于铜铝复合液冷组件焊接的真空钎焊方法，其特征在于：包括真空钎焊装置，所述真空钎焊装置包括定位框架机构和加压机构；

所述定位框架机构包括顶板（7）、底板（1）和五块侧板；五块侧板为结构相同的条状板；所述顶板（7）和底板上下对应，在顶板（7）长度方向的一侧和对应的底板（1）长度方向的一侧由三块侧板固定连接，顶板（7）长度方向的另一侧和对应的底板（1）长度方向的另一侧呈敞开状；方便加压机构的放入或取出；在顶板（7）宽度方向的两侧和对应的底板（1）宽度方向的两侧分别由一块侧板固定连接；

所述加压机构包括铜垫板（4）、下垫板（2）和弹簧施压机构，所述弹簧施压机构包括弹簧垫板（5）、弹簧压板（6）和八个以上弹簧（8），八个以上弹簧（8）均布设于弹簧垫板（5）和弹簧压板（6）之间，所述铜垫板（4）对应固定设于弹簧垫板（5）的底面；

所述底板（1）、下垫板（2）、铜垫板（4）、弹簧垫板（5）、弹簧压板（6）和顶板（7）的厚度分别不小于8mm；单个弹簧（8）圈数不少于十圈；

涉及被钎焊的两个结构件，其中一个结构件为铜铝板，由厚度1mm的无氧铜板和厚度15mm的纯铝板经高压高真空压制成型，在纯铝板一侧面上设有液冷通道；另一个结构件为厚度1mm的铝盖板；具有液冷通道的铜铝板和铝盖板通过钎焊形成密封腔体；

具体真空钎焊操作步骤如下：

（1）清洗处理

对铜铝板和铝盖板分别采用碱洗、冷水洗、酸洗、冷水洗、热水洗，使用压缩空气吹干、烘干；

所述碱洗为用3%～5%的纯碱水溶液，在温度加热到60～80℃，浸泡1～3分钟；所述酸洗为在浓度30%的硝酸（HNO₃）溶液中，浸泡3～5分钟；所述热水洗为在80℃热水中清洗，用压缩空气吹干后在烘箱中130℃烘干待用；

（2）清理焊片

分别用金相砂纸打磨焊片，再用沾酒精或丙酮的棉布擦拭焊片的两个表面，将剩余砂粒清除干净；所述焊片为铝铜硅镍镁焊片，熔点为490℃～535℃；所述铝铜硅镍镁焊片中铜含量20%，硅含量6%，镍含量1%，镁含量1.5%，其余为铝；铝铜硅镍镁焊片的厚度为0.1mm；

所述金相砂纸的目数为80目和400目，先用80目的金相砂纸粗打磨焊片，再用400目的金相砂纸精打磨焊片；

（3）预置焊片

将被钎焊的两个结构件进行配合装配，得到预置焊片的钎焊零件；

铝盖板和铜铝板的形状相同，铝盖板的面积稍大于铜铝板的面积；将清理好的铝铜硅镍镁焊片按照铜铝板水道形状放好，再压上铝盖板，保持铝盖板完全覆盖住铜铝板上的液冷水道；在预置焊片的钎焊零件（3）上放置压块固定，用塞尺检查铜铝板和铝盖板之间的间隙，确保间隙小于0.1mm；

（4）真空钎焊装置的装配

将真空钎焊装置的顶板（7）、底板（1）和五块侧板用螺钉固定连接形成定位框架机构，并保证顶板（7）和底板（1）的平行度为0.1mm，五块侧板相对于顶板（7）和底板（1）的垂直度为0.1mm；将预置焊片的钎焊零件（3）固定在真空钎焊装置的加压机构中，确保装配间隙小于0.1mm；将加压机构放入定位框架机构，并固定；将真空钎焊装置送入真空钎焊炉；

零件装配顺序如下：首先将预置焊片的钎焊零件（3）放入下垫板（2）和铜垫板（4）之间，钎焊零件（3）中的铝盖板与铜垫板（4）接触，铜铝板中的无氧铜板与下垫板（2）接触，仔细检查装配间隙以及位置，再将所述弹簧施压机构放置在铜垫板（4）上，调节弹簧（8）、钎焊零件（3）位置确保均匀分布无偏离；将装有钎焊零件（3）的加压机构放入定位框架机构内，通过顶板（7）上布置的螺栓将弹簧压板（6）压紧，调节螺栓松紧程度，保证顶板（7）和弹簧压板（6）平行度0.1mm；通过顶板（7）上的螺栓调节弹簧施压机构的压力，确保作用在钎焊零件（3）上的压力均匀；

将装配好钎焊零件（3）的真空钎焊装置放置在网格不锈钢底板上，送入真空炉内；

（5）真空钎焊

钎焊零件在真空炉内按设定的四个加热阶段进行真空钎焊处理，当真空度达到5×10^-3Pa时，开启加热；当540℃保温结束，关闭加热电源，钎焊零件随炉冷却；真空炉内温度降至100℃时炉内充气，将装置和钎焊零件取出，炉外继续冷却至室温时拆除真空钎焊装置取出钎焊零件；冷校形，检测尺寸精度和检漏；钎焊完成的铜铝复合液冷组件的平面度应小于0.2mm；

所述四个加热阶段，第一加热阶段为由室温50分钟升温至300℃，保温30分钟；第二加热阶段40分钟升温至400℃，保温90分钟；第三加热阶段20分钟升温至440℃，保温120分钟；第四加热阶段30分钟升温至540℃，保温15分钟。