高效散热微通道液冷冷板焊接技术及成形工艺研究.pdf

2008年第24卷第4期电子机械工程

2008.Vo.l24No.4Electro-MechanicalEngineering33

高效散热微通道液冷冷板焊接技术及成形工艺研究*
赵仁祥

(南京电子技术研究所,江苏南京210013)

摘要:通过分析微通道冷板的结构特点及技术要求,对微通道冷板的焊接方法、焊接工艺进行了分析
研究。采用气保护炉钎焊方法,通过巧妙地采用过渡材料与接头设计,既突破了6063铝合金气保护炉
钎焊的钎焊性较差的技术难题,满足了钎焊缝密封性要求,又可有效地避免钎料流入微通道。通过焊接
工装及接头设计,在合理的工艺及气氛条件下,实现了6063铝合金微通道冷板的整体焊接成形,解决了
微通道冷板的焊接技术难题。
关键词:气保护钎焊;6063铝合金;微通道冷板
中图分类号:TG44文献标识码:A文章编号:1008-5300(2008)04-0033-04

StudyonBrazingTechniqueandFormationTechnologyofColdPlates
withEfficientlyRadiatingLiquidCoolingMicrochannelsSystem
ZHAORen-xiang
(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210013,China)

Abstract:Itwerestudiedtheweldingmethodandweldingtechnologyofcoldplateswithmicrochannelsinthis
paper,accordingtoitscstructureandtechniquerequiremen.tBasedongasshieldbrazingmethod,jointdesign
andtransitionalmaterialwereappliedskillfullyinpractice.Thetechnologynotonlysolvedthetraditional
problemofbrazing6063aluminiumalloyinprotectivegas,butalsoavoidedthefillermetalfrominfloodingin-
tomicrochanne.lAfterdesigningweldingclampingfixtureandthejointform,coldplatewasbrazedinproper
technologyandprotectiveatmosphere.Itsolvedtheproblemofbrazingthewholecoldplateof6063aluminium
alloy.
Keywords:gasshieldbrazing;6063aluminiumalloy;coldplatewithmicrochannels
随着雷达相控阵技术和固态发射技术的飞速发展
引言
0和广泛应用,相控阵体制的四代机产品型号越来越多,
冷板是一种单流体(气体、水或其它冷却器)的热随之而来的是各种各样高功率密度元器件、组件的应
交换器。由于冷板具有一组扩展表面的结构、较小当用也越来越多,它们的热流密度大于100W/cm2。根
量直径的冷却通道和采用有利于增强对流换热的肋表据冷板热设计理论计算,采用我所目前使用的常规水
面几何形状等特点,使其换热系数较高。空气冷却式冷冷板已满足不了相控阵体制雷达的散热要求,必须
冷板的热流密度较小,而液冷式冷板的热流密度较大。设计更为先进的、冷却效率高的冷板结构。经调研及
冷板可以有效地冷却功率器件、印制板组装件及电子计算,微通道结构冷板的冷却能力可以满足该类雷达
机箱所耗散的热量。因此,冷板在电子设备热控制技T/R组件高功率安装密度的散热要求。但微通道冷板
术中的应用得到了广泛的重视。属国内首创,它的结构复杂,须采用焊接工艺,焊接难
由于液体的导热系数及比热均比空气大,因而可度很大。为此,对微通道冷板的成形技术进行了研究。
以大大减少各有关换热环节的热阻,提高冷却效率。
因此,液体冷却是一种比较好的冷却方式。如许多大1微通道冷板的结构特点及焊接难点
功率发射机的发射管冷却都采用这种方式。
微通道冷板的结构示意图如图1所示,冷板内部

*收稿日期:2008-02-15
34电子机械工程第24卷

分布了众多微细通道与通道隔筋,还有多种异型导流
块,冷板内部腔体尺寸较大;综合考虑机械性能及导热
性能,设计选用6063可热处理强化铝合金;四周及内
部整体焊接成形后,微通道不允许堵塞;经双面精加工
后(腔体双面壁厚较薄),在一定的水压下保持一定时
间不泄漏、无变形;热处理强化后要求达到T6态