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        熱管散熱器焊接靜態(tài)載荷檢測(cè)方法

        2013-09-21 06:28:12何向陽(yáng)李戰(zhàn)庫(kù)
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2013年3期
        關(guān)鍵詞:測(cè)量方法熱管散熱器

        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)。回流焊接是特殊工藝,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)。

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