熱管散熱器焊接靜態(tài)載荷檢測(cè)方法

何向陽(yáng)，李戰(zhàn)庫(kù)

（陜西烽火佰鴻光電科技有限公司，陜西 寶雞 721013）

LED照明行業(yè)是一個(gè)新興的行業(yè)，它以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)（壽命長(zhǎng)、節(jié)約能源、亮度高）深受人們的青睞，被稱(chēng)為是21世紀(jì)照明領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。LED的應(yīng)用可以說(shuō)無(wú)處不在。作為一種半導(dǎo)體發(fā)光材料,與其他發(fā)光材料相比較,LED以其綠色、高效、可靠、耐用的優(yōu)勢(shì),使得其他發(fā)光材料黯然失色。隨著大功率LED成本的不斷降低,發(fā)光效率的不斷提升，逐步替代傳統(tǒng)燈具成為可能。

LED路燈面臨的主要技術(shù)問(wèn)題為：輸出功率及光通量、二次光學(xué)設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)和電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。散熱是LED路燈需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題之一,由于LED路燈亮度要求高、發(fā)熱量大,并且戶外使用環(huán)境比較苛刻,如果散熱不好會(huì)直接導(dǎo)致LED快速老化,穩(wěn)定性降低,除了需要功率型LED本身的散熱好外,由于路燈具有戶外夜間使用的特點(diǎn),散熱面位于側(cè)上面有利于空氣自然對(duì)流散熱。針對(duì)散熱設(shè)計(jì)方面，熱管散熱器的研發(fā)，伴生而來(lái)的是熱管散熱器與路燈底板的焊接問(wèn)題，對(duì)于回流焊接技術(shù)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。焊接問(wèn)題的解決，迎來(lái)了新的課題，就是焊接質(zhì)量的測(cè)量方法及要求。本文根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及本公司的產(chǎn)品特點(diǎn)，闡述熱管散熱器焊接質(zhì)量的測(cè)量方法及要求。

1 熱管散熱器的結(jié)構(gòu)組成

熱管組件結(jié)構(gòu)是將幾塊熱管組件與鋁底板采用回流焊接方式焊接在一體，焊接完成后為熱管散熱器（如圖1所示）?；亓骱附邮翘厥夤に?，需要根據(jù)產(chǎn)品特性制定相應(yīng)的檢測(cè)要求及方式，以確保熱管散熱器焊接后質(zhì)量合格判定。

圖1 熱管散熱器結(jié)構(gòu)組成圖

2 熱管散熱器焊接質(zhì)量的測(cè)量方法

熱管散熱器焊接質(zhì)量的測(cè)量方法采用焊接位置靜態(tài)載荷試驗(yàn)，焊接位置靜態(tài)載荷試驗(yàn)的目的是對(duì)散熱器零件焊接缺陷中虛焊的簡(jiǎn)便驗(yàn)證方法之一。將焊接好的熱管散熱器在鹽水中浸泡30 min后進(jìn)行拉力測(cè)試（拉力測(cè)試點(diǎn)應(yīng)設(shè)定在邊沿薄弱處），是通過(guò)短期的環(huán)境腐蝕，破換焊接中的薄弱環(huán)節(jié)，促使其將焊接缺陷及早暴露，再采用拉力使其暴露于視覺(jué)之下的一種焊接檢驗(yàn)方法。如圖2中的34個(gè)位置，是熱管組件每個(gè)散熱片為拉力測(cè)試點(diǎn)。

圖2 熱管組件焊接完成后測(cè)試點(diǎn)位圖

3 熱管散熱器焊接質(zhì)量的測(cè)量要求

靜態(tài)載荷試驗(yàn)拉力依據(jù)GB7000.5-2005道路與街路照明燈具的安全要求第6.3條，公式如下：

F為靜態(tài)載荷；Rh為等于1.225kg/m3（空氣密度）；Cd為拖動(dòng)系數(shù)(一般取Cd=1.2)；S為承受載荷的面積(m2)；V為風(fēng)速（m/s）

根據(jù)燈具安裝高度，風(fēng)速V的取值如下：

高度 H≤8m，V＝45m/s（163k m/h）；

高度 8m≤H≤15 m，V＝52 m/s（188 km/h）；

高度 H≥15 m，V＝57 m/s（205 km/h）。

試驗(yàn)拉力大小設(shè)定應(yīng)大于靜態(tài)載荷試驗(yàn)拉力計(jì)算結(jié)果的1.2倍。

例：以908#-5產(chǎn)品為例，燈具安裝高度為8 m～13 m，則風(fēng)速52 m/s；其最嚴(yán)酷表面為散熱器表面，表面積0.0067 m2；計(jì)算可承受靜態(tài)載荷F=13.3 N，換算單位F=13.3 N=1.36 kgf（1kgf=9.8N）。

根據(jù)要求，則試驗(yàn)拉力設(shè)定因更大于F測(cè)=1.36×1.2=1.632 kg f即可。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)一年時(shí)間的實(shí)際生產(chǎn)及試驗(yàn)，熱管散熱器焊接質(zhì)量的測(cè)量方法及測(cè)量要求可以熱管散熱器的焊接質(zhì)量，適合生產(chǎn)，解決了熱管散熱器焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)問(wèn)題，促進(jìn)了熱管散熱器在路燈行業(yè)中的應(yīng)用。

作為照明器具，LED燈具散熱器在燈具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中屬于最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到燈具設(shè)計(jì)的水平與成敗，進(jìn)而影響到工程應(yīng)用的效果，所以必須認(rèn)真對(duì)待。本文依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及參照本公司產(chǎn)品特點(diǎn)，為熱管散熱器焊接質(zhì)量的檢測(cè)，找到了一條實(shí)際可行的測(cè)試方法，解決熱管散熱器回流焊接這一特殊工藝的檢測(cè)途徑，有助于推進(jìn)更加自主的燈具散熱研究工作，也為企業(yè)發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。