一种多焊口的金属热管及其加工方法
【专利摘要】一种多焊口的金属热管，包括热管管壳(1)、管壳内的工质及灌注管(2)等部分，灌注管(2)包括压封段(3)和切断口(4)，在灌注管(2)的压封段(3)为有多道楔形的压合冷焊结构。还公开了一种多焊口的金属热管的压封冷焊封离方法。该多焊口的金属热管的成品的冷焊密封性能更可靠，产品可靠性更高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属热管，特别是采用多焊口的金属热管及其加工方法，属于太 阳能热利用领域。 一种多焊口的金属热管及其加工方法
【背景技术】
[0002] 热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos)国家实验室的乔治格罗佛 (George Grover)发明的一种称为"热管"的传热兀件，它充分利用了热传导原理与相变介 质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任 何已知金属的导热能力。太阳能热利用技术发展了 20余年，无论技术和市场都得到的快速 的发展。
[0003] 典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成ljXK^Pa至1.3Xl(T4Pa 的负压后充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密 封。管的一端为蒸发段（加热段），另一端为冷凝段（冷却段），根据应用需要在两段中间 可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向 另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环不 己，热量由热管的一端传至另一端。
[0004] 金属热管的加工工艺流程主要包括：1机械加工-2清洗-3管芯制作-4清洗-5焊 接_6检漏 7除气-8检漏-9充装-10封尚-11烘烤-12检验等。
[0005] 上述工艺流程中的封离是指热管完成工质充装后，将热管从工质灌装设备上封离 下来，然后将封离口实施氩弧焊焊接的过程。无论是采用热排法还是真空排气法对热管进 行加工，当实施封离工序时，一般先采用压力钳将封离段金属管压扁后，再从远离热管端的 封离段将热管灌注管切断、焊接。但是在生产实践中，在此过程容易出现以下问题：
[0006] 1、压力钳无法完全将热管封离段的灌注管压扁，从而造成漏气；
[0007] 2、灌注管压扁、封离和焊接过程是分成三个步骤分别实施的，因此，容易造成焊接 时压扁处漏气；
[0008] 3、由于热管压扁处的上下面是面接触的结构，当灌注管的内表面出现氧化层，或 者压力不足时，容易造成压扁处的结合面焊接不好，或出现假焊，造成漏气。
[0009] 上述因素也是造成金属热管成品率较低、使用寿命短的主要因素之一。
[0010] 因此，设计可靠的金属热管封离冷焊结构和合理的加工工艺是提高金属热管成品 率、延长金属热管使用寿命的主要技术方向之一。
【发明内容】
[0011] 本发明目的在于，提出一种多焊口的金属热管结构，能够有利于热管的封离冷焊 密封性能。
[0012] 进一步地，本发明目的在于，提出一种多焊口的金属热管结构，能够克服现有金属 热管结构的压封面因氧化物或杂质存在而焊接不严密的问题。
[0013] 另外，本发明目的还在于，提出了多焊口的金属热管的加工方法，通过一次成型提 高了生产质量和生产效率，便于规模化生产,并有利于成品质量标准化。
[0014] 本发明提出的一种多焊口的金属热管，包括热管管壳、管壳内的工质及灌注管，灌 注管包括压封段和切断口，其中压封段为具有多道楔形的压封冷焊结构。
[0015] 进一步，压封段包括上压合口和下压合口，其中上压合口和下压合口呈平行交错 分布。
[0016] 进一步，上、下压合口之间形成有多道楔形压合面。
[0017] 进一步，切断口形成氩弧焊口。
[0018] 进一步，上、下压合口和多道楔形压合面的楔形结构相互平行，且与热管轴线形成 一定的角度，其角度为大于20度，小于等于90度。
[0019] 进一步，上、下压合口和多道楔形压合面的楔形结构相互交叉，交叉角度大于等于 〇度，小于等于90度。
[0020] 进一步，上、下压合口和多道楔形压合面楔形均不少于2条，最多不大于100条。
[0021] 本发明的多焊口的金属热管实现了热管压封段上下压封面以楔形线状接触的焊 接。与常规普通压扁冷焊密封相比，更容易实现压封面的冷焊，使金属热管成品的冷焊密封 性能更可靠，产品可靠性更高。即使因为压封面存在少量的氧化层或杂质，由于楔形压封面 的变形量较大，上下面之前嵌入较深而大大减小或消除有少量氧化层或杂质存在的隐患。 而常规面接触结构的压封面却无法解决因氧化物或杂质存在而造成的压封面压封、焊接不 严密带来的问题。
[0022] 本发明提出了一种多焊口的金属热管的压封冷焊封离方法，其步骤如下：
[0023] 1).制作好与金属热管压封面多道焊口相对应的具有多道楔形刀口和切断功能的 压封冷焊钳，该压封冷焊钳的上下压封面的形状与热管的压封段相吻合，并具有压封功能 和施加超声振动功能。
[0024] 2).将完成灌注工序后的热管放置在压封冷焊钳的上下压封面之间，开启压封冷 焊钳，将灌注管的压封段压扁，使压封面形成多道冷焊压封沟槽结构的接触面，同时切断灌 注管。
[0025] 3).完成压封冷焊和切断冷焊时，开启压封冷焊钳的施加超声功能，施加相应功率 的超声波，使得多道楔形压合面之间产生瞬间摩擦振动，由此实现瞬间的超声冷焊。
[0026] 4).对切断口进行氩弧焊保护焊接。
[0027] 上述压封冷焊功能实现了金属热管灌注口压封、切断、超声冷焊一体化，压封面焊 接的密封性能大大提高，产品可靠性好，一致性高。
[0028] 本发明的有益之处在于，与现有技术相比，本发明提出的多焊口的金属热管解决 了现有技术中热管存在的诸多问题，确保了热管的密封性能、安全性能，不但在热性能方面 得到了较大的提升，而且工艺过程使得制造成本并不高，成品的可靠度也得到保障。由于采 用多焊口的结构，金属热管的使用成本下降10%以上，市场推广前景和可接受度大幅度增 加。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的金属热管外视图。
[0030] 图2为本发明的金属热管剖视图。
[0031] 图3为本发明的金属热管的压封段外视图。
[0032] 图4为本发明的金属热管的压封段剖视图。
[0033] 图5为本发明的金属热管的压封段剖视图。
[0034] 图6为本发明的金属热管的又一压封段外视图。
[0035] 图7为本发明的金属热管的另一压封段外视图。
[0036] 图中，带有工质的金属热管管壳1、灌注管2、压封段3、切断口 4、上压合口 31、下压 合口 32、多道楔形压合面33、切断口 34、氩弧焊口 35。
【具体实施方式】
[0037] 如图1、2所不，本发明提出的一种多焊口的金属热管，包括热管管壳1、管壳内的 工质及灌注管2等部分，灌注管2包括压封段3和切断口 4,即封离氩弧焊段。如图3、4所 示，在灌注管2的压封段3为有多道楔形的压合冷焊结构。由此，热管压封段上下压合面以 楔形线状接触焊接为主，实现多道楔形冷焊密封结构。
[0038] 压封段3包括上压合口 31和下压合口 32,其中上压合口 31和下压合口 32呈平行 交错分布。多道楔形压合面33位于上下压合口 31、32之间。由于有了多道平行楔形压合面 33的结构，使压合面变形量较大，受压变化时容易破坏压合面上已有的氧化层，形成新的金 属面，更容易实现纯金属的压合冷焊。如图5所示，切断口进行氩弧焊保护焊接，形成氩弧 焊口 35。
[0039] 如图6所示，所采用的上下压合口 31、32和多道楔形压合面33的楔形结构可以相 互平行，且与热管轴线形成一定的角度，其角度可以为大于20度，小于等于90度。
[0040] 如图7所示，所采用的上下压合口 31、32和多道楔形压合面33的楔形结构也可以 相互交叉，交叉角度可以大于等于〇度，小于等于90度。
[0041] 上述的上下压合口 31、32和多道楔形压合面33楔形均不少于2条，最多不大于 100 条。
[0042] 本发明提出了一种多焊口的金属热管的压封冷焊封离方法，其步骤如下：
[0043] 1.制作好与金属热管压封面多道焊口相对应的具有多道楔形刀口和切断功能的 压封冷焊钳，该压封冷焊钳的上下压封面的形状与热管的压封段相吻合，并具有压封功能 和施加超声振动功能。
[0044] 2.将完成灌注工序后的热管放置在压封冷焊钳的上下压封面之间，开启压封冷焊 钳，将灌注管2的压封段3压扁，使压封面形成多道冷焊压封沟槽结构的接触面，同时切断 灌注管2。
[0045] 3.完成压封冷焊和切断冷焊时，开启压封冷焊钳的施加超声功能，施加相应功率 的超声波，使得多道楔形压合面33之间产生瞬间摩擦振动，由此实现瞬间的超声冷焊。
[0046] 4.完成上述工序后，对切断口 4进行氩弧焊保护焊接。
[0047] 上述压封冷焊功能实现了金属热管灌注口压封、切断、超声冷焊一体化，压封面焊 接的密封性能大大提高，产品可靠性好，一致性高。
[0048] 以上结合附图和实施例对本发明进行了示意性描述，该描述没有限制性，附图所 示的也只是一个实施例而已。本领域的技术人员应该理解，在本发明方案的技术启示下，他 人也可能作出与本发明相似的或等效的设计。需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗 旨，所有显而易见的改变和相似或等效设计，均包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种多焊口的金属热管，包括热管管壳（1)、管壳内的工质及灌注管（2)等部分，灌 注管（2)包括压封段（3)和切断口（4)，在灌注管（2)的压封段（3)为有多道楔形的压合冷 焊结构。
2. 根据权利要求1所述的金属热管，其特征在于，所述的压封段（3)包括上压合口 (31)和下压合口（32)，其中上压合口（31)和下压合口（32)呈平行交错分布。
3. 根据权利要求1所述的金属热管，其特征在于，所述的上、下压合口（31、32)之间形 成有多道楔形压合面（33)。
4. 根据权利要求1所述的金属热管，其特征在于，所述的切断口（4)形成氩弧焊口 (35)。
5. 根据权利要求1所述的金属热管，其特征在于，所述的上、下压合口（31、32)和多 道楔形压合面（33)的楔形结构相互平行，且与热管轴线形成一定的角度，其角度为大于20 度，小于等于90度。
6. 根据权利要求1所述的金属热管，其特征在于，所述的上、下压合口（31、32)和多道 楔形压合面（33)的楔形结构相互交叉，交叉角度可以大于等于0度，小于等于90度。
7. 根据权利要求3所述的金属热管，其特征在于，所述的上、下压合口（31、32)和多道 楔形压合面（33)楔形均不少于2条，最多不大于100条。
8. -种根据权利要求1-7之一所述的多焊口的金属热管的压封冷焊封离方法，其步骤 如下： 1) .制作好与金属热管压封面多道焊口相对应的具有多道楔形刀口和切断功能的压封 冷焊钳，该压封冷焊钳的上下压封面的形状与热管的压封段相吻合，并具有压封功能和施 加超声振动功能； 2) .将完成灌注工序后的热管放置在压封冷焊钳的上下压封面之间，开启压封冷焊钳， 将灌注管（2)的压封段（3)压扁，使压封面形成多道冷焊压封沟槽结构的接触面，同时切断 灌注管（2); 3) .完成压封冷焊和切断冷焊时，开启压封冷焊钳的施加超声功能，施加相应功率的超 声波，使得多道楔形压合面（33)之间产生瞬间摩擦振动，由此实现瞬间的超声冷焊； 4) .对切断口（4)进行氩弧焊保护焊接。
【文档编号】F28D15/02GK104121795SQ201410368264
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】张波 申请人:海康创业(北京)科技有限公司