
做個入門級的科普:熱管是如何制造的。
1、什么是熱管,熱管的起源和發展
熱管技術早在1942年前就已出現,當時Perkins發明并改進了熱虹吸管(一種簡單的重力熱管)。1942年后,Gaugler提出了現代熱管的原理,但未實際應用。直到1963年在位于美國的LosAlamos國家實驗室中G.M.Grover再次提出這一原理。并發明了以“熱管”命名的傳熱元件。
熱管屬于一種傳熱元件,它充分利用了相變化吸熱和放熱的原理快速傳輸熱量,其導熱能力已遠遠超過任何已知金屬的導熱能力。
熱管由三個主要部件組成:密封的外殼、工作流體和毛細結構。外殼使熱管工作流體保持真空密封,以實現數十年的持續熱傳輸。工作流體在應用溫度范圍內改變相位,必須與熱管外殼和毛細結構材料兼容。
常見銅-水吸液芯可查看文章:結構 \\ 熱管毛細結構有哪幾種類型?
2、熱管的工藝流程(以粉結構為例介紹一般流程)
僅描述一般流程,不詳細展開描述.
1>切管:將長支的銅管切成指定的長度
銅管原材料
銅管切管
2>縮硬管-將一端的外徑取一定的長度,縮小到3mm左右(具體會根據外徑和壁厚調整)
為何叫硬管?因為銅管還未燒結,常規情況下硬度較高。
3>清洗
4>填粉-在銅管的中心插入一根不銹鋼芯棒,并通過模具定位在銅管的正中間,然后填入指定粒度的銅粉(通過振動設備使銅粉達到一定的密度,以以控制燒結后毛細結構的孔隙率)
5>銅粉燒結-通過鐘罩爐或連續爐,在還原性氣氛保護下,高溫將銅粉燒結成型。
6>縮軟管、焊接-縮尾端,也就是填銅粉的那一端,縮口并焊接使其密封
為何叫軟管?因為剛經過高溫燒結出來,材質變得很軟
7>注液/一次除氣:通過注液泵等定量注水控制設備往熱管內部注入一定量的超純水,并立即通過真空設備除去管體內部的空氣,密封管口。
8>二次除氣/定長:由于第一次真空除氣可能不充分,這里再進行一次加熱除氣,第二次封口,并切出準確的長度尺寸,切完后用氬弧焊將切口焊接使其密封。
至此,熱管的本體加工工藝已經完成。
9>溫差測試和性能測試:測試熱管的導熱性、溫差和熱阻值。
10>后加工制程:折彎,壓扁等成型工藝。
11>老化測試:加壓老化/高溫老化。
12>再次功率測試:老化完成后,需再次測試熱管的性能是否OK。
13>表面處理:根據設計需求,進行清洗,鈍化或者鍍鎳的表面工藝。
至此,熱管的全部工藝完成,可以全檢出貨。
說明:
1>后面的一些制程,各家的工藝并不完全一致,需要根據廠內的制程穩定性和良率以及客戶要求,來制定合理并且可靠的工藝。
2>為了方便理解,我在PPT里面畫了簡單的示意圖,哈哈,感覺好粗糙,如有疏漏之處,請不吝指出。整篇文章花費70分鐘完成。如需進一步了解,可發快捷私信。