泡沫石墨焊接面金属化处理工装的制作方法

1.本实用新型属于焊接技术领域，具体涉及一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装。


背景技术：

2.泡沫炭是一种由孔泡和相互连接的孔泡壁组成的具有三维网状结构的轻质多孔材料。依据其孔壁的微观结构，可以分为石墨化和非石墨化泡沫炭。其中，石墨化的泡沫炭就叫做泡沫石墨。
3.泡沫石墨具备密度小、导热性能优良等优势，已在很多行业实现大规模应用。尤其是泡沫石墨与铝合金组合而成的部件，在储热、热交换、电子封装等领域应用更为深入，且具有广阔的市场前景。
4.在现有技术中，泡沫石墨与铝合金组合形成的部件，主要采用低温钎焊技术实现两者之间的衔接。钎焊过程中，由于受到泡沫石墨密度低的影响，泡沫石墨与钎料融合性较差，附着率不高，所以经常出现焊接不牢靠、焊缝不均匀等问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其目的在于预先对石墨焊接面进行金属化处理，从而提升泡沫石墨后续钎焊连接的可靠性。
6.为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：
7.一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其关键在于：包括铝板，所述铝板上侧设有处理槽，该处理槽内配置有与其大小相适应的铜片，所述铝板上部可拆卸地安装有压板，压板用于将待处理的泡沫石墨和铟片固定在所述处理槽内；
8.所述铝板内部嵌装有加热组件，用于对铝板加热升温；
9.所述铝板下侧安装有超声波发生器。
10.优选的，所述压板两端均具有向下延伸的定位部，所述定位部通过第一螺栓可拆卸地锁付在铝板上端。
11.优选的，两组所述定位部之间的间距等于所述处理槽的宽度。
12.优选的，所述处理槽和铜片均为矩形结构，其中，所述铜片一端设有竖直向上延伸的过渡段，过渡段上端设有向外延伸的翻边，所述过渡段的高度大于处理槽的深度，所述翻边相对于铝板上表面向上倾斜。
13.优选的，所述加热组件包括若干根穿设在铝板内部的电加热棒。
14.优选的，还包括底座和悬臂板，所述底座一端设有向上延伸的支撑台，所述悬臂板一端固定在支撑台上，另一端悬置在底座上方，所述铝板固定装配在悬臂板上侧，所述超声波发生器安装在悬臂板下侧对应于所述处理槽的区域。
15.优选的，所述悬臂板通过两排第二螺栓装配在支撑台上，两排所述第二螺栓交替布置。
16.优选的，所述第二螺栓上套设有两组锥形垫片，两组所述锥形垫片夹在悬臂板与
支撑台之间，且两组所述锥形垫片的小径端上下正对设置。
17.优选的，所述加热组件为安装在铝板下侧的电加热板。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1、采用本实用新型提供的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，在泡沫石墨与铝合金产品钎焊之前，能够对泡沫石墨的焊接表面进行金属铟化处理，以显著增强泡沫石墨后续钎焊连接的钎料融合性和附着率，提升焊接连接强度，有效解决了直接钎焊所存在的焊接不牢靠、焊缝不均匀等问题。
20.2、采用本实用新型提供的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，具有结构设计合理、使用操作方便、以及表面金属化处理质量高的技术优势。
附图说明
21.图1为泡沫石墨焊接面金属化处理工装的结构示意图；
22.图2为展现铝板1、铜片2和压板3装配连接关系的分解结构示意图；
23.图3为泡沫石墨焊接面金属化处理工装的剖视图；
24.图4为图3中ⅰ处的局部放大示意图；
25.图5为展现金属化处理工装中加热组件4另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
26.以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
27.如图1和2所示，一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装，该工装涉及的部件主要包括：铝板1、铜片2、压板3、加热组件4和超声波发生器5。其中，铝板1上侧设有向下凹陷的处理槽1a，铜片2的大小与处理槽1a相适应，并配置处理槽1a内，在本实施例中，处理槽1a为矩形槽，铜片2为矩形片。压板3通过四颗第一螺栓6可拆卸地锁付在铝板1上端。加热组件4内嵌于铝板1内部或者下侧，用于对铝板1加热升温。超声波发生器5安装在铝板1下侧。
28.基于处理工装的以上结构设置，其实现泡沫石墨a金属化处理的使用方法包括以下步骤：
29.s1、请参图4，将铟片b和泡沫石墨a放置于处理槽1a内，通过压板3将泡沫石墨a、铟片b和铜片2按照从上至下的关系压紧在铝板1的处理槽1a内。
30.s2、将安装有铟片b和泡沫石墨a的工装放入真空环境中。然后加热组件4将铝板1加热到210℃并保持30分钟后，再开启超声波发生器5发出10hz振动，20分钟后逐渐加到60hz，开启扫频，保持30分钟后停止加热。
31.s3、当温度降到80度后，将整个工装取回大气中。此时，经步骤s1和s2处理后，泡沫石墨a、铟片b和铜片2已经连接为一个整体，然后拆掉压板3，将泡沫石墨a、铟片b和铜片2构造成的整体取出。因为铝和铜是不能焊接在一起的，所以可以很轻松的从处理槽1a取出来。
32.s4、取出后，借助外界的加热设备再次将泡沫石墨a、铟片b和铜片2组成的整体加热到210℃，然后固定住泡沫石墨a，用老虎钳扯掉无铜片2。泡沫石墨a金属化完成。
33.按照以上步骤实施后，泡沫石墨a的下侧表面便完成了铟化处理，相较于泡沫石墨a原始的表面密度和平整度，得到了显著提升。经铟化处理后的泡沫石墨a再与铝合金产品钎焊连接，由于钎料中通常也含有铟粉，所以此时的泡沫石墨与钎料之间的融合性将得到
明显提升，泡沫石墨a与铝金产品之间的焊接强度十分牢靠，且焊缝均匀性好。相比传统工艺，金属化处理后，泡沫石墨a与铝合金产品的拉力值能够提高4倍以上。
34.再如图1和2所示，为了能够更稳定地将泡沫石墨a固定在处理槽1a内，在压板3两端各设有一个向下延伸的定位部3a，定位部3a通过上述第一螺栓6可拆卸地锁付在铝板1上端。在本实施例中，两组定位部3a之间的间距等于处理槽1a的宽度。
35.请参图4，铜片2一端设有竖直向上延伸的过渡段2a，过渡段2a上端设有向外延伸的翻边2b，过渡段2a的高度大于处理槽1a的深度，铜片2安装在处理槽1a内后，翻边2b相对于铝板1上表面向上倾斜。当泡沫石墨a、铟片b和铜片2在铝板1内固化成一体后，夹持住翻边2b即可将整体从处理槽1a取出，具有操作方便的优势。除此之外，在以上步骤s4中，老虎钳也能够直接夹住翻边2b，将铜片2扯掉，同样具有操作方便的优势。
36.进一步的，请参附图3所示，处理工装还包括底座7和悬臂板8，底座7右端设有向上延伸的支撑台7a，悬臂板8右端固定在支撑台7a上，左端悬置在底座7上方，铝板1固定装配在悬臂板8左端上侧，超声波发生器5安装在悬臂板8左端下侧对应于处理槽1a的区域。如此设计的好处在于：通过悬臂板8来安装超声波发生器5，能够充分保证超声波发生器5振动频率传导的有效性，进而提升泡沫石墨铟化处理质量。更进一步的，结合附图1可以看出，悬臂板8右端通过两排第二螺栓9装配在支撑台7a上，两排第二螺栓9交替布置。
37.再参附图3所示，第二螺栓9上套设有两组锥形垫片9a，两组所述锥形垫片9a夹在悬臂板8与支撑台7a之间，且两组所述锥形垫片9a的小径端上下正对抵靠设置。如此设计，两组锥形垫片9a可形成弹性缓冲效应，避免超声波发生器5发出的振动频率传导至刚性的底座7或者地面，尽可能地降低振动衰减，从而保证泡沫石墨铟化处理具有更好的质量。
38.请参附图2所示，加热组件4包括多根穿设在铝板1内部的电加热棒4a，在本实施例中，电加热棒4a数量具体为四根，四根电加热棒4a等间距阵列排布。除此之外，请参附图5所示，加热组件4还可以是安装在铝板1与悬臂板8之间的电加热板4b。
39.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：包括铝板(1)，所述铝板(1)上侧设有处理槽(1a)，该处理槽(1a)内配置有与其大小相适应的铜片(2)，所述铝板(1)上部可拆卸地安装有压板(3)，压板(3)用于将待处理的泡沫石墨和铟片固定在所述处理槽(1a)内；所述铝板(1)内部嵌装有加热组件(4)，用于对铝板(1)加热升温；所述铝板(1)下侧安装有超声波发生器(5)。2.根据权利要求1所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述压板(3)两端均具有向下延伸的定位部(3a)，所述定位部(3a)通过第一螺栓(6)可拆卸地锁付在铝板(1)上端。3.根据权利要求2所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：两组所述定位部(3a)之间的间距等于所述处理槽(1a)的宽度。4.根据权利要求1所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述处理槽(1a)和铜片(2)均为矩形结构，其中，所述铜片(2)一端设有竖直向上延伸的过渡段(2a)，过渡段(2a)上端设有向外延伸的翻边(2b)，所述过渡段(2a)的高度大于处理槽(1a)的深度，所述翻边(2b)相对于铝板(1)上表面向上倾斜。5.根据权利要求1所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述加热组件(4)包括若干根穿设在铝板(1)内部的电加热棒(4a)。6.根据权利要求1所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：还包括底座(7)和悬臂板(8)，所述底座(7)一端设有向上延伸的支撑台(7a)，所述悬臂板(8)一端固定在支撑台(7a)上，另一端悬置在底座(7)上方，所述铝板(1)固定装配在悬臂板(8)上侧，所述超声波发生器(5)安装在悬臂板(8)下侧对应于所述处理槽(1a)的区域。7.根据权利要求6所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述悬臂板(8)通过两排第二螺栓(9)装配在支撑台(7a)上，两排所述第二螺栓(9)交替布置。8.根据权利要求7所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述第二螺栓(9)上套设有两组锥形垫片(9a)，两组所述锥形垫片(9a)夹在悬臂板(8)与支撑台(7a)之间，且两组所述锥形垫片(9a)的小径端上下正对设置。9.根据权利要求1所述的泡沫石墨焊接面金属化处理工装，其特征在于：所述加热组件(4)为安装在铝板(1)下侧的电加热板(4b)。

技术总结
本实用新型公开了一种泡沫石墨焊接面金属化处理工装，包括铝板，所述铝板上侧设有处理槽，该处理槽内配置有与其大小相适应的铜片，所述铝板上部可拆卸地安装有压板，压板用于将待处理的泡沫石墨和铟片固定在所述处理槽内；所述铝板内部嵌装有加热组件，用于对铝板加热升温；所述铝板下侧安装有超声波发生器。有益效果是：在泡沫石墨与铝合金产品钎焊之前，能够对泡沫石墨的焊接表面进行金属铟化处理，以显著增强泡沫石墨后续钎焊连接的钎料融合性和附着率，提升焊接连接强度，有效解决了直接钎焊所存在的焊接不牢靠、焊缝不均匀等问题。问题。问题。


技术研发人员：卓强
受保护的技术使用者：绵阳辉庆机电科技有限公司
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/9/26