[發(fā)明專利]一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器及使用方法

有效

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• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111283318B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 王健;周進鵬;陸曉峰
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：包括上微通道散熱器、下微通道散熱器、推桿、輸送納米流體的管道、焊機主軸、攪拌工具和試板；

所述試板的上面和下面分別設有上微通道散熱器和下微通道散熱器，上微通道散熱器和下微通道散熱器均通過推桿與焊機主軸相連，焊機主軸上設有攪拌工具；

所述上微通道散熱器包括上底面、下底面和側面，上微通道散熱器內部與焊接方向垂直的方向開設有微通道，微通道貫穿于兩側面，微通道與輸送納米流體的管道相連，上底面設有用于安裝推桿的安裝孔；

所述下微通道散熱器包括上底面、下底面和側面，下微通道散熱器內部與焊接方向垂直的方向開設有微通道，微通道貫穿于兩側面，微通道與輸送納米流體的管道相連，下底面設有用于安裝推桿的安裝孔；

所述上微通道散熱器、下微通道散熱器的長度方向與焊接方向一致，上微通道散熱器、下微通道散熱器與試板接觸面能覆蓋焊縫及其兩側的熱機械影響區(qū)和熱影響區(qū)，所述輸送納米流體的通道成對使用，用來引入或導出納米流體；

所述上微通道散熱器、下微通道散熱器與試板接觸面設有若干個溫度傳感器，溫度傳感器測量板件的實時溫度并轉換成電壓信號，該電壓信號經過濾波放大電路，成為有用信號，信號進入A/D轉換電路將其轉換成數字信號顯示，從而實現對焊接接頭的精準控溫；

所述微通道是在散熱器側面加工出尺寸漸變的梯度結構微型散熱器通道，垂直方向越靠近試板的通道尺寸越小，水平方向越靠近焊縫的通道尺寸越小。

2.根據權利要求1所述的一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：所述上微通道散熱器和下微通道散熱器由具有高導熱系數的鋁合金制成，所述推桿為L形圓棒，由高強度的鋁合金制成。

3.根據權利要求1所述的一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：所述推桿一端設有與安裝孔配合的外螺紋，另一端設有與焊機主軸相連的圓形套筒，所述安裝孔為在上底面和下底面的中心位置加工出來的帶螺紋的安裝孔，所述推桿與主軸的相連根據試板的厚度進行上下調節(jié)。

4.根據權利要求1所述的一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：所述納米流體是指把金屬或非金屬納米粉體分散到水、醇、油傳統換熱介質中。

5.根據權利要求1所述的一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：將組裝好的微通道散熱器裝置用于焊接過程，微通道散熱器裝置跟隨在焊機主軸及攪拌工具后面，對已形成的焊縫進行隨焊跟蹤冷卻，微通道內通納米流體，進行強制散熱降溫，并根據焊接溫度的高低，調整納米流體的流動速度，實現對焊接接頭溫度的精準控制，使RAFM鋼焊接溫度場快速通過δ鐵素體的形成溫度區(qū)間，從而抑制攪拌摩擦焊中δ鐵素體生成；具體包括以下步驟：

首先，將推桿的下端分別旋入至上微通道散熱器上底面和下微通道散熱器下底面的推桿安裝孔內，輸送納米流體的管道與微通道散熱器側面相連，將導熱硅脂均勻刷涂在微通道散熱器下底面；

焊接開始時，使微通道散熱器緊緊貼在焊接接頭的上表面，推桿與焊機主軸相連，使整個微通道散熱器裝置緊跟在焊機主軸及攪拌工具后面，同時通過管道把納米流體注入或排出微通道，直到焊接完成。

6.根據權利要求5所述的一種抑制FSW接頭δ相的雙面微通道散熱器，其特征在于：在焊接過程中，上微通道散熱器下底面均勻涂抹一層導熱硅脂，下微通道散熱器上底面均勻涂抹一層導熱硅脂；在焊縫成型時，導熱硅脂能夠起到緩沖作用，使微通道散熱器能夠緊貼在試板表面。