[發明專利]一種用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310555276.1
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103639587A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 蘆笙;楊代立;陳書錦;陳靜
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

1.一種用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：包括第一平面熱管組件和第二平面熱管組件，所述第一平面熱管組件包括一對第一平面熱管（1），該對第一平面熱管（1）的第一蒸發段（13）施加在試板（20）焊縫起始端（9）位置兩側，該對第一平面熱管（1）的第一冷凝段（15）伸入至第一水槽（3）內；所述第二平面熱管組件包括第二平面熱管（2），第二平面熱管（2）的第二蒸發段（14）緊貼于焊縫起始端（9）上表面，第二平面熱管（2）的第二冷凝段（16）伸入至第二水槽（4）內；所述第一蒸發段（13）和第二蒸發段（14）分別為第一平面熱管（1）和第二平面熱管（2）的熱量吸收端，所述第一冷凝段（15）和第二冷凝段（16）分別為第一平面熱管（1）和第二平面熱管（2）的熱量釋放端。

2.????根據權利要求1所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：所述第一水槽（3）和第二水槽（4）均包括入水口閥門（5）和出水口閥門（6）。

3.根據權利要求1所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：所述第一平面熱管（1）和第二平面熱管（2）均包括管殼（12）和位于管殼（12）內的液體工質（10）與吸液芯（11），所述管殼（12）為一封閉的具有矩形橫截面和上、下平面的空間腔體。

4.根據權利要求3所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：所述管殼（12）為具有優良導熱性的紫銅或銅合金制作而成，所述吸液芯（11）為泡沫金屬材料制成，所述液體工質（10）為蒸餾水、甲醇或丙酮。

5.根據權利要求4所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：所述液體工質（10）為溶有SiO₂、Al₂O₃或CuO納米顆粒的蒸餾水、甲醇或丙酮的納米流體。

6.根據權利要求2所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置，其特征在于：所述第一水槽（3）和第二水槽（4）內靠近出水口閥門（6）處設有溫度計（18）。

7.一種基于權利要求1至6任一項所述的用于攪拌摩擦焊接中的平面熱管裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將一對第一平面熱管（1）的第一蒸發段（13）分別施加在試板（20）焊縫起始端（9）位置兩側，將第二平面熱管（2）的第二蒸發段（14）緊貼于焊縫起始端（9）上表面；

2）將第一水槽（3）和第二水槽（4）分別置于試板（8）的前、后兩端，再分別將第一冷凝段（15）和第二冷凝段（16）伸入至第一水槽（3）和第二水槽（4）內部，打開第一水槽（3）和第二水槽（4）的進水口閥門（5）和出水口閥門（6），通過調節水流速度和入水流量，控制其出水溫度；

3）對試板（8）進行攪拌摩擦焊接，將緊貼在焊縫起始端（9）上表面位置的第二平面熱管（2）緊隨攪拌工具（19），跟蹤焊縫移動，同時，整個第二平面熱管組件隨攪拌工具（19）移動；通過第一平面熱管（1）將焊接過程產生的熱量迅速傳導至試板（20）待焊部位實現焊前預熱，通過第二平面熱管（2）對焊縫進行冷卻散熱。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于：在所述步驟1）中，首先在第一平面熱管（1）和第二平面熱管（2）的管殼（12）下底面刷涂一層薄薄的導熱硅脂，然后再分別放置在試板（20）焊縫起始端（9）兩側位置以及焊縫起始端（9）上表面位置。