鋁合金焊接用散熱裝置的優(yōu)化設(shè)計與研究

楊慶

（湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，湖南 株洲 412001）

焊接是連接金屬零部件的最常用加工手段，通過焊接加工得到的部件在各個方向都擁有很高的強度。而且焊接這種加工方式，不但適用于同種金屬與合金，對強度不同的異種金屬或是合金也同樣適用。此外，焊接還具有成本低廉、經(jīng)濟實惠的優(yōu)點，加工工件的連接也牢固可靠，能滿足工件的工作需求。因此，焊接加工在社會經(jīng)濟建設(shè)中扮演者十分重要的角色。但由于焊接是以加熱、高溫或者高壓的方式來連接需要連接的部件的，在焊接的過程中連接件會因承受高溫，而發(fā)生形變，焊接過程中如果沒有很好的焊接條件，焊接熱量不能及時散發(fā)便會因此產(chǎn)生過大的焊接殘余應(yīng)力，而過大殘余應(yīng)力的存在是導(dǎo)致焊接裂紋產(chǎn)生的主要誘因。因此，研發(fā)高效、便捷的焊接用散熱裝置對于保證焊接工件的焊接質(zhì)量而言，具有重要意義。

1 現(xiàn)有鋁合金焊接用散熱裝置設(shè)計現(xiàn)狀

鋁合金材料因質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕性強等優(yōu)點被廣泛運用于工業(yè)產(chǎn)品的焊接制造中。但因為鋁合金耐熱性差，膨脹系數(shù)大等特點，在焊接時需要用到散熱裝置，保障良好的焊接散熱，從而保證其焊接質(zhì)量。但目前現(xiàn)有的大多數(shù)鋁合金焊接散熱裝置都不具有便于安裝和拆卸的功能，且需要使用專業(yè)工具進行拆卸和安裝，費時費力，無法給使用者帶來便捷，在長期的使用過程中，散熱裝置因拆卸安裝還容易出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。

2 鋁合金焊接用散熱裝置的優(yōu)化設(shè)計

為解決現(xiàn)有的鋁合金焊接散熱裝置不便于拆卸與安裝的問題，對鋁合金焊接用散熱裝置進行優(yōu)化設(shè)計，使其具備便于安裝和拆卸的優(yōu)點，在保證鋁合金焊接過程良好散熱的同時，也保障操作的便捷性。

為實現(xiàn)上述目的，如圖1：鋁合金焊接用散熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖、圖2 鋁合金焊接用散熱裝置傳動箱剖視圖、圖4 鋁合金焊接用散熱裝置傳動箱立體圖所示：新優(yōu)化設(shè)計的鋁合金焊接用散熱裝置，包含1、散熱器；2、導(dǎo)熱管；3、散熱塊；4、固定塊；5、傳動箱；6、轉(zhuǎn)盤；7、齒輪；8、限位機構(gòu)；81、齒板；82、移動塊；83、卡板；9、滑塊；10、滑槽；11、支撐柱；12、支撐套；13、開口；14、防滑紋等組成部分。

圖1 鋁合金焊接用散熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 鋁合金焊接用散熱裝置傳動箱剖視圖

圖4 鋁合金焊接用散熱裝置傳動箱立體圖

該鋁合金焊接用散熱裝置在散熱器的頂部設(shè)置有導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管與散熱塊直接相連，散熱塊固定在導(dǎo)熱管的頂部，散熱器再與固定塊固定連接，固定塊設(shè)置在散熱器的上面，而傳動箱安裝在固定塊的頂部，轉(zhuǎn)盤的下端貫穿至上端并與齒輪固定連接，轉(zhuǎn)盤安裝在傳動箱的頂部，與轉(zhuǎn)盤固定連接的齒輪正面和背面都設(shè)置有限位機構(gòu)；齒輪的正面和背面均嚙合有齒板，移動塊與齒板的底部固定連接，同時其底部與卡板固定相連，并與傳動箱的內(nèi)壁滑動連接。移動塊的下端與滑塊固定相連，滑塊與傳動箱內(nèi)壁底部開設(shè)的滑槽配合使用。支撐柱與齒輪的底部相連，其底部與傳動箱內(nèi)壁的底部依靠軸承進行活動連接。轉(zhuǎn)盤的表面套設(shè)有支撐套，其上端與傳動箱的上端固定連接。在轉(zhuǎn)盤的表面設(shè)置有防滑紋。為方便與導(dǎo)熱管的配合使用，在傳動箱的頂部和底部的兩側(cè)均開設(shè)有寬度大于導(dǎo)熱管寬度的開口。

該散熱裝置相比現(xiàn)有的技術(shù)具有如下優(yōu)勢：

（1）該鋁合金焊接用散熱裝置通過設(shè)置散熱器、導(dǎo)熱管、散熱塊、固定塊、傳動箱、轉(zhuǎn)盤、齒輪和限位機構(gòu)配合使用，具備便于安裝和拆卸的優(yōu)點。

（2）該鋁合金焊接用散熱裝置通過滑塊和滑槽的設(shè)置，能夠?qū)σ苿訅K進行輔助支撐和限位，防止移動塊在移動時產(chǎn)生傾斜。

（3）該鋁合金焊接用散熱裝置通過支撐柱的設(shè)置，能夠?qū)X輪進行輔助支撐，避免單點支撐的齒輪，在工作時產(chǎn)生影響裝置正常工作的晃動。

（4）該鋁合金焊接用散熱裝置通過支撐套的設(shè)置，能夠?qū)D(zhuǎn)盤進行限位，防止轉(zhuǎn)盤在移動時出現(xiàn)晃動。

（5）該鋁合金焊接用散熱裝置通過開口的設(shè)置，能夠使導(dǎo)熱管完整的通過開口進行機械傳動，避免了開口的寬度過窄導(dǎo)致導(dǎo)熱管在開口處出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。

（6）該鋁合金焊接用散熱裝置通過防滑紋的設(shè)置，能夠便于使用者轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，提高了使用者的舒適度。

為了詳細介紹該裝置的具體實施方式，下面將結(jié)合附圖進行相應(yīng)的介紹：

如上圖所示，該裝置設(shè)計有散熱器1，散熱器1、導(dǎo)熱管2 和散熱塊3 三者自下而上疊加在一起固定相連，散熱器1 與固定塊4 的底部相連，固定塊4 的頂部與頂部設(shè)置有轉(zhuǎn)盤6 的傳動箱5 固定連接，轉(zhuǎn)盤6 與齒輪7 固定連接，其底部貫穿至內(nèi)部。齒輪7 的正面和背面均設(shè)置有限位機構(gòu)8；

齒輪7 的正面和背面均嚙合有齒板81，齒板81、移動塊82與傳動箱5 三者自下而上相互連接，其中齒板81 和移動塊82為固定連接，移動塊82 與傳動箱5 的內(nèi)壁為滑動連接，移動塊82 底部與卡板83 固定連接。

參考圖2，滑塊9 與移動塊82 的底部固定連接，并與傳動箱5 內(nèi)壁底部開設(shè)的滑槽10 配合使用。作為該鋁合金焊接用散熱裝置的一種技術(shù)優(yōu)化方案，為給移動塊82 提供輔助支撐和限位，特設(shè)置有滑塊9 和滑槽10，這一設(shè)計可以有效的防止移動塊82 在移動時產(chǎn)生傾斜。

參考圖3，支撐柱11 與齒輪7的底部固定連接，其底部借助軸承實現(xiàn)與傳動箱5 內(nèi)壁的活動連接。作為該鋁合金焊接用散熱裝置的一種技術(shù)優(yōu)化方案，通過支撐柱11 的設(shè)置，能夠?qū)X輪7 進行輔助支撐，防止齒輪7 單點支撐不夠穩(wěn)定，在工作時產(chǎn)生晃動。

圖3 鋁合金焊接用散熱裝置傳動箱剖視圖2 中A 的局部放大圖

參考圖2，轉(zhuǎn)盤6 的表面套設(shè)有支撐套12，支撐套12 的頂部與傳動箱5 內(nèi)壁的頂部固定連接。作為該鋁合金焊接用散熱裝置的一種技術(shù)優(yōu)化方案，通過支撐套12的設(shè)置，避免轉(zhuǎn)盤6 在工作中因移動而產(chǎn)生晃動，特對轉(zhuǎn)盤6 進行限位設(shè)置。焊接過程中，保持焊接工件的平穩(wěn)對保障焊接質(zhì)量十分關(guān)鍵，通過在齒輪7 的底部固定連接支撐柱11，讓支撐柱11 對齒輪7進行輔助支撐；在轉(zhuǎn)盤6 的表面套設(shè)有支撐套12，讓支撐套12 對轉(zhuǎn)盤6 進行限位等舉措，多方面保證焊接過程中焊接工件移動的平穩(wěn)性。

參考圖2，在傳動箱5 的上面部分和下面部分的兩個側(cè)面都加工有一個開口13，開口13 的寬度相較于導(dǎo)熱管2 要寬，以便于與導(dǎo)熱管2 進行配合使用。鋁合金焊接過程中，焊接件所散發(fā)的熱量通過開口13 向?qū)峁? 向外傳遞，導(dǎo)熱管2 在散熱器1 的散熱作用下將焊接熱量向空氣中，以及其頂部固定連接的散熱塊3 傳遞，使熱量能以較快的速度散發(fā)，從而達到良好焊接散熱作用。

作為該鋁合金焊接用散熱裝置的一種技術(shù)優(yōu)化方案，通過開口13 的設(shè)置，能夠使導(dǎo)熱管2 完整的通過開口13 進行機械傳動，避免了開口13 的寬度過窄導(dǎo)致導(dǎo)熱管2 在開口13 處出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象。

參考圖2，轉(zhuǎn)盤6 的表面設(shè)置有防滑紋14，防滑紋14 與轉(zhuǎn)盤6 配合使用。作為該鋁合金焊接用散熱裝置的一種技術(shù)優(yōu)化方案，為了達到使用者便捷的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤6 的目的，該裝置設(shè)置有防滑紋14，從而提高了使用者的舒適度。

該裝置的具體工作原理如下：使用時，將導(dǎo)熱管2 插入傳動箱5 并貫穿至傳動箱5 的底部，并與散熱器1 對接，然后通過防滑紋14 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤6，齒輪7 由轉(zhuǎn)盤6 帶動，并將動力傳遞至兩個齒板81，使其向外側(cè)移動，齒板81 的移動帶動移動塊82 向外側(cè)移動，移動塊82 帶動卡板83 向外側(cè)移動，卡板83 對導(dǎo)熱管2 進行輔助固定。

3 結(jié)論

該鋁合金焊接用散熱裝置，通過散熱器1、導(dǎo)熱管2、散熱塊3、固定塊4、傳動箱5、轉(zhuǎn)盤6、齒輪7 和限位機構(gòu)8 配合使用。在保證良好的焊接散熱條件前提下，解決了現(xiàn)有市面上大多數(shù)的散熱裝置不具有便于安裝和拆卸的功能，在長期的使用過程中，散熱裝置容易損壞，且需要使用專業(yè)工具進行拆卸和安裝，費時費力，無法給使用者帶來便捷的問題。