本发明公开了一种散热底板的焊接方法，属于铝合金焊接的检测技术领域。该方法包括散热底板零件进行加工、散热底板零件与焊接工装装配、定位点焊、连续焊接、应力退火、校形、摩擦修复以及表面阳处理步骤。该方法保证了焊缝质量，提高了散热底板合格率。
1.一种散热底板的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对所述散热底板进行加工，所述散热底板包括底板和盖板，所述底板和所述盖板焊缝处加工成喇叭形坡口，所述喇叭形坡口的间隙为A，A的长度3mm；
(2)对所述底板和所述盖板进行清洗，清洗干净以后将所述底板与所述盖板装配在焊接工装上，保证所述底板和所述盖板之间的距离为3mm，即为所述喇叭形坡口的间隙的长度；
(3)所述底板和所述盖板装配完成后，用焊枪烤热焊接工装，保证焊缝处温度为90℃；
接着进行定位点焊，所述底板和所述盖板焊接部分，每间隔100mm进行一次定位点焊，焊点长度为8mm～10mm，所述盖板的每个流道拐弯处至少有一个焊点；
(4)定位点焊完成以后进行连续焊接，连续焊接一共进行四道次：第一道次填满焊缝处的间隙，焊接速度为220mm/min，第二道次焊接靠近所述散热底板外侧，焊接速度为
200mm/min，第三道次焊接靠近所述散热底板内侧，焊接速度为200mm/min，第四道次焊接填满焊缝，焊接速度为190mm/min；
(5)所述底板和所述盖板焊接完成后，将所述底板、所述盖板以及所述焊接工装整体进行去应力退火，退火温度为300～320℃，退火时间为130min；
(6)退火完成以后，立刻卸下所述焊接工装进行校形，校形时先从所述散热底板背部进行校正，然后再校正所述散热底板正面；
(7)所述散热底板校形完成后，将所述散热底板装配在搅拌摩擦焊设备的操作台上，用搅拌头进行一次摩擦修复，修复时搅拌头倾角控制为2.0～2.5°，下压量为0.2～0.3mm，搅拌头旋转速度为500r/min，修复速度为80mm/min；
(8)所述摩擦修复完成后，铣加工所述散热底板零件表面的余量，铣加工完成后，对所述散热底板进行表面阳处理。
2.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(1)中，喇叭形坡口的角度为β，所述β为50°，喇叭形坡口的钝边为B，B的长度为2mm。
3.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中，用NaOH溶液对所述底板和所述盖板进行清洗。
4.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述焊接工装包括工装底板，所述工装底板两侧安装有工装压板，所述工装底板和所述工装压板之间安装有紧固螺栓。
5.根据权利要求4所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中，先将所述底板装配在所述工装底板上，用所述工装压板和所述紧固螺栓对底板进行固定，再将所述盖板装配在所述底板上，保证所述底板和所述盖板之间的距离为3mm。
6.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(3)中，用红外测温仪保证焊缝处温度为90℃。
7.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(3)中，采用钨极氩弧焊进行定位点焊，点焊时电流为150～155A，氩气流量为12～15L/min。
8.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用熔化极氩弧焊进行连续焊接，连续焊焊接电流为200～205A，氩气流量为20～25L/min。
9.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(4)中，第四道次焊接完成后，焊缝高出所述散热底板表面3～5mm；每一道次焊接完成后，必须清理上一道次焊缝表面，露出金属光泽后方可进行下一道次焊接。
10.根据权利要求1所述的散热底板的焊接方法，其特征在于，所述步骤(5)是在退火炉中进行，所述步骤(6)中的校形采用小型压力机，所述步骤(7)中的搅拌头内无搅拌针。
一种散热底板的焊接方法
技术领域
[0001] 本发明属于铝合金焊接的检测技术领域，特别涉及一种散热底板的焊接方法。
背景技术
[0002] 散热底板对矿用车电子元件的散热有着至关重要的作用。散热底板由底板和盖焊接而成，中间为冷却液体流道。由于铝合金导热率大，相同的焊接速度下，热输入量要比钢材大2～4倍，同时热铝合金的热膨胀系数大，故焊接过程中较容易产生焊接变形，且铝合金的熔焊容易产生气孔和热裂纹。而散热底板焊接厚度大，焊缝密集，需要多层多道次焊方可成形，这样焊缝中还容易产生Al2O3而导致焊缝夹杂，降低焊缝强度。由于以上原因，铝合金散热底板焊接后进行气密试验经常发生漏气现象，产品合格率较低。
[0003] 搅拌摩擦焊接是由英国焊接研究所（TWI）于1991年发明，它是一种绿色的固相连接技术，与传统的熔焊相比，具有焊接变形小，无裂纹、咬边和气孔等熔焊常见的缺陷，特别适合铝合金、镁合金等材料的焊接。但散热底板的搭接边只有2mm左右，无法承受搅拌摩擦焊2T以上的焊接压力。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为解决上述问题而提供了一种保证焊缝质量，提高散热底板合格率的散热底板的焊接方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：
[0006] 一种散热底板的焊接方法，包括以下步骤：
[0007] （1）对所述散热底板进行加工，所述散热底板包括底板和盖板，所述底板和所述盖板焊缝处加工成喇叭形坡口，所述喇叭形坡口的间隙为A，A的长度3mm；
[0008] （2）对所述底板和所述盖板进行清洗，清洗干净以后将所述底板与所述盖板装配在焊接工装上，保证所述底板和所述盖板之间的距离为3mm，即为所述喇叭形坡口的间隙的长度；
[0009] （3）所述底板和所述盖板装配完成后，用焊枪烤热焊接工装，保证焊缝处温度为90℃；接着进行定位点焊，所述底板和所述盖板焊接部分，每间隔100mm进行一次定位点焊，焊点长度约为8～10mm，所述盖板的每个流道拐弯处至少有一个焊点；
[0010] （4）定位点焊完成以后进行连续焊接，连续焊接一共进行四道次：第一道次填满焊缝处的间隙，焊接速度为220mm/min，第二道次焊接靠近所述散热底板外侧，焊接速度为200mm/min，第三道次焊接靠近所述散热底板内侧，焊接速度为200mm/min，第四道次焊接填满焊缝，焊接速度为190mm/min；
[0011] （5）所述底板和所述盖板焊接完成后，将所述底板、所述盖板以及所述焊接工装整体进行去应力退火，退火温度为300～320℃，退火时间为130min；
[0012] （6）退火完成以后，立刻卸下所述焊接工装进行校形，校形时先从所述散热底板背部进行校正，然后再校正所述散热底板正面；
[0013] （7）所述散热底板校形完成后，将所述散热底板装配在搅拌摩擦焊设备的操作台上，用搅拌头进行一次摩擦修复，修复时搅拌头倾角控制为2.0～2.5°，下压量为0.2～0.3mm，搅拌头旋转速度为500r/min，修复速度为80mm/min；
[0014] （8）所述摩擦修复完成后，铣加工所述散热底板零件表面的余量，铣加工完成后，对所述散热底板进行表面阳处理。
[0015] 进一步地，所述步骤（1）中，喇叭形坡口的角度为β，所述β为50°，喇叭形坡口的钝边为B，B的长度为2mm。
[0016] 优选地，所述步骤（2）中，用NaOH溶液对所述底板和所述盖板进行清洗。
[0017] 进一步地，所述步骤（2）中，所述焊接工装包括工装底板，所述工装底板两侧安装有工装压板，所述工装底板和所述工装压板之间安装有紧固螺栓。
[0018] 更进一步地，所述步骤（2）中，先将所述底板装配在所述工装底板上，用所述工装压板和所述紧固螺栓对底板进行固定，再将所述盖板装配在所述底板上，保证所述底板和所述盖板之间的距离为3mm。
[0019] 优选地，所述步骤（3）中，用红外测温仪保证焊缝处温度为90℃。
[0020] 优选地，所述步骤（3）中，采用钨极氩弧焊进行定位点焊，点焊时电流为150～155A，氩气流量为12～15L/min。
[0021] 优选地，所述步骤（4）中，采用熔化及氩弧焊进行连续焊接，连续焊焊接电流为200～205A，氩气流量为20～25L/min。
[0022] 进一步地，所述步骤（4）中，第四道次焊接完成后，焊缝高出所述散热底板表面3～5mm；每一道次焊接完成后，必须清理上一道次焊缝表面，露出金属光泽后方可进行下一道次焊接。
[0023] 更进一步地，所述步骤（5）是在退火炉中进行，所述步骤（6）中的校形采用小型压力机，所述步骤（7）中的搅拌头内无搅拌针。
[0024] 本发明具有以下优点：
[0025] 本发明在散热底板熔焊完成后采用搅拌摩擦焊技术来改善和修复焊缝组织和性能，提高了散热底板的合格率。同时焊缝处喇叭形坡口的设计以及后续的焊接工艺，保证了焊缝质量，控制了焊后产品的焊接变形。
附图说明
[0026] 图1为本发明实施例1提供的散热底板的结构示意图；
[0027] 图2为本发明实施例1提供的散热底板的喇叭形坡口的结构示意图；
[0028] 图3为本发明实施例1提供的焊接工装的结构示意图；
[0029] 图4为本发明实施例1提供的搅拌头的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0031] 实施例1
[0032] 本实施例提供了一种散热底板的焊接方法，包括以下步骤：
[0033] （1）对所述散热底板进行加工：散热底板包括底板1和盖板2，如图1所示。底板1和盖板2材料牌号为5A06铝合金，其中底板1厚度为40mm，盖板2总厚度为14mm。底板
1和盖板2采用数控铣的方法加工外形，其焊缝处加工成喇叭形坡口3，如图2所示。喇叭形坡口3的间隙为A，A的长度3mm，喇叭形坡口3的角度为β，β为50°，喇叭形坡口3的钝边为B，B的长度为2mm。
[0034] （2）用NaOH溶液对底板1和盖板2进行清洗，清洗干净以后将底板1与盖板2装配在焊接工装。参照图3，焊接工装包括工装底板4，工装底板4两侧安装有工装压板5，工装底板4和工装压板5之间安装有紧固螺栓6。先将底板1装配在工装底板4上，用工装压板5和紧固螺栓6对底板1进行固定，再将盖板2装配在底板1上，保证底板1和盖板2之间的距离为3mm，即为喇叭形坡口3的间隙的长度。
[0035] （3）底板1和盖板2装配完成后，用焊枪烤热焊接工装，用红外测温仪保证焊缝处温度为90℃；接着采用钨极氩弧焊进行定位点焊，点焊时电流为150A，氩气流量为15L/min。底板1和盖板2焊接部分每间隔100mm进行一次定位点焊，焊点长度约为10mm，盖板2的每个流道拐弯处至少有一个焊点。
[0036] （4）定位点焊完成以后采用熔化及氩弧焊进行连续焊接，连续焊焊接电流为205A，氩气流量为25L/min，连续焊接一共进行四道次：第一道次填满焊缝处的间隙，焊接速度为220mm/min，第二道次焊接靠近散热底板外侧，焊接速度为200mm/min，第三道次焊接靠近所述散热底板内侧，焊接速度为200mm/min，第四道次焊接填满焊缝，焊接速度为190mm/min；
第四道次焊接完成后，焊缝高出散热底板表面5mm；每一道次焊接完成后，必须清理上一道次焊缝表面，露出金属光泽后方可进行下一道次焊接。
[0037] （5）底板1和盖板2焊接完成后，将底板1和盖板2以及焊接工装整体在退火炉中进行去应力退火，退火温度为320℃，退火时间为130min。
[0038] （6）退火完成以后，立刻卸下焊接工装，用小型压力机进行校形，校形时先从散热底板背部进行校正，然后再校正所述散热底板正面。
[0039] （7）散热底板校形完成后，将散热底板装配在搅拌摩擦焊设备的操作台上，用无搅拌针搅拌头7进行一次摩擦修复，修复时搅拌头7倾角控制为2.5°，下压量为0.2mm，搅拌头7旋转速度为500r/min，修复速度为80mm/min，无搅拌针搅拌头如图4所示。
[0040] （8）摩擦修复完成后，铣加工散热底板零件表面的余量2mm，铣加工完成后，对所述散热底板进行表面阳处理。
[0041] 实施例2
[0042] 本实施例提供了一种散热底板的焊接方法，包括以下步骤：
[0043] （1）对所述散热底板进行加工：散热底板包括底板1和盖板2。底板1和盖板2材料牌号为5A06铝合金，其中底板1厚度为40mm，盖板2总厚度为14mm。底板1和盖板2采用数控铣的方法加工外形，其焊缝处加工成喇叭形坡口3。喇叭形坡口3的间隙为A，A的长度3mm，喇叭形坡口3的角度为β，β为50°，喇叭形坡口3的钝边为B，B的长度为2mm。
[0044] （2）用NaOH溶液对底板1和盖板2进行清洗，清洗干净以后将底板1与盖板2装配在焊接工装。参照图3，焊接工装包括工装底板4，工装底板4两侧安装有工装压板5，工装底板4和工装压板5之间安装有紧固螺栓6。先将底板1装配在工装底板4上，用工装压板5和紧固螺栓6对底板1进行固定，再将盖板2装配在底板1上，保证底板1和盖板2之间的距离为3mm，即为喇叭形坡口3的间隙的长度。
[0045] （3）底板1和盖板2装配完成后，用焊枪烤热焊接工装，用红外测温仪保证焊缝处温度为90℃；接着采用钨极氩弧焊进行定位点焊，点焊时电流为155A，氩气流量为13L/min。底板1和盖板2焊接部分每间隔100mm进行一次定位点焊，焊点长度约为8mm，盖板2的每个流道拐弯处至少有一个焊点。
[0046] （4）定位点焊完成以后采用熔化及氩弧焊进行连续焊接，连续焊焊接电流为200A，氩气流量为20L/min，连续焊接一共进行四道次：第一道次填满焊缝处的间隙，焊接速度为220mm/min，第二道次焊接靠近散热底板外侧，焊接速度为200mm/min，第三道次焊接靠近所述散热底板内侧，焊接速度为200mm/min，第四道次焊接填满焊缝，焊接速度为190mm/min；
第四道次焊接完成后，焊缝高出散热底板表面3mm；每一道次焊接完成后，必须清理上一道次焊缝表面，露出金属光泽后方可进行下一道次焊接。
[0047] （5）底板1和盖板2焊接完成后，将底板1和盖板2以及焊接工装整体在退火炉中进行去应力退火，退火温度为310℃，退火时间为130min。
[0048] （6）退火完成以后，立刻卸下焊接工装，用小型压力机进行校形，校形时先从散热底板背部进行校正，然后再校正所述散热底板正面。
[0049] （7）散热底板校形完成后，将散热底板装配在搅拌摩擦焊设备的操作台上，用无搅拌针搅拌头7进行一次摩擦修复，修复时搅拌头7倾角控制为2.0°，下压量为0.3mm，搅拌头7旋转速度为500r/min，修复速度为80mm/min。
[0050] （8）摩擦修复完成后，铣加工散热底板零件表面的余量2mm，铣加工完成后，对散热底板进行表面阳处理。
[0051] 本发明在散热底板熔焊完成后采用搅拌摩擦焊技术来改善和修复焊缝组织和性能，提高了散热底板的合格率。同时焊缝处喇叭形坡口的设计以及后续的焊接工艺，保证了焊缝质量，控制了焊后产品的焊接变形。
[0052] 最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
