1.創(chuàng)闊科技微通道換熱器工藝結(jié)構(gòu)概述

創(chuàng)闊科技微通道換熱器（GOT MCHE）是一種新的傳熱技術(shù)升級換代產(chǎn)品，對各行各業(yè)的換熱器進(jìn)行了顛覆式創(chuàng)新。其核心部件“換熱核心”的工作原理與活性炭相同，即內(nèi)部微通道結(jié)構(gòu)形成非常大的表面積（同體積管殼式換熱器換熱面積的10倍以上）。同時，緊密耦合的冷熱流路也大大提高了熱交換效率。

圖1.創(chuàng)闊科技微通道換熱器核心結(jié)構(gòu)示意圖

創(chuàng)闊科技微通道換熱器采用類似的芯片加工技術(shù)，利用化學(xué)刻蝕技術(shù)，在金屬薄板上刻蝕出微米至毫米級的換熱單元通道，制成換熱芯板。再將不同流道形式的冷熱芯板交替堆放，通過擴(kuò)散焊接技術(shù)，使相鄰的芯板緊密結(jié)合，形成換熱芯。

2.擴(kuò)散焊接技術(shù)在微通道換熱技術(shù)中的應(yīng)用

由于微通道芯結(jié)構(gòu)的特殊性，芯板平面間的大面積連接需要大量的焊接接頭。傳統(tǒng)的熱交換器多采用熔融焊接的方法進(jìn)行焊接。熔融焊接工藝比較成熟，易于實(shí)現(xiàn)，但要求焊接接頭到達(dá)性好。另一方面，在微通道換熱器的核心這種特殊的結(jié)構(gòu)中，焊接技術(shù)不容易實(shí)現(xiàn)。

圖2.創(chuàng)闊科技微通道芯板連接示意圖

2.1什么是擴(kuò)散焊

擴(kuò)散焊接是能夠得到整體焊接接頭的固體結(jié)合工藝。即，通過在高溫下相互接觸的材料之間的局部塑性變形，實(shí)現(xiàn)在兩個工件的接觸面之間形成原子擴(kuò)散并結(jié)合的精密連接方法。

圖3.擴(kuò)散焊接連接接口動畫示意圖

由于結(jié)合表面的微粗糙變形，結(jié)合面積增加，在結(jié)合開始時使用原子擴(kuò)散，之后晶粒在接合面上生長，結(jié)合界面變得無法區(qū)分。焊接模式完全的擴(kuò)散焊接頭、室溫抗拉強(qiáng)度、母材等較強(qiáng)。

擴(kuò)散焊接是一種精密焊接方法，通常用于難以或不可能形成接頭的情況，例如具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件。微通道換熱器是擴(kuò)散焊接的常用應(yīng)用。

2.2擴(kuò)散焊接工藝概述

創(chuàng)闊科技微通道熱交換器的擴(kuò)散焊接爐是真空爐，具有對用石墨工具連接的芯板施加壓力的液壓閘門。這個過程被稱為單軸擴(kuò)散耦合。由于該過程依賴于原子擴(kuò)散，因此需要施加壓力使兩個表面緊密接觸以促進(jìn)界面之間的擴(kuò)散。因此，芯板之間的表面粗糙度和平整度是重要的工藝參數(shù)。

圖4.擴(kuò)散焊接試驗(yàn)片的組合焊接的示意圖

擴(kuò)散焊接通常在真空條件下進(jìn)行，其真空度＜1×10-2毫巴，溫度高達(dá)1300℃。

熔點(diǎn)高的材料需要更高的溫度。擴(kuò)散連接溫度通常為材料熔點(diǎn)（Tm）的50%～75%，在進(jìn)行擴(kuò)散焊接時，還需要考慮熔融爐自身的最大負(fù)荷限制來決定最佳的焊接溫度。

對于不適合高真空條件的材料，也可以通過在熱處理爐中填充氬、氮等惰性氣體進(jìn)行分壓來進(jìn)行擴(kuò)散焊接。

圖5真空擴(kuò)散焊接爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)概略圖

2.3擴(kuò)散焊接技術(shù)的優(yōu)勢

1）在擴(kuò)散焊接的情況下，由于基體不過熱、不熔融，因此能夠在不降低被焊接材料的性能的情況下焊接大部分金屬或非金屬，特別適用于活性金屬、耐熱合金、陶瓷、復(fù)合材料等熔融或其他方法難以焊接的材料。對于可塑性差、熔點(diǎn)高的同種材料以及相互不溶解、熔融時產(chǎn)生脆性金屬間化合物的異種材料，擴(kuò)散焊接是優(yōu)選的焊接方法。

2）擴(kuò)散焊接頭質(zhì)量好，其顯微組織和性能與母材相近或相同，焊縫不存在焊接缺陷，也不存在過熱組織和熱影響區(qū)。焊接參數(shù)易于精確控制，批量生產(chǎn)時接頭質(zhì)量和性能穩(wěn)定。

3）焊接件精度高，變形小。焊接時的加壓力小，工件多被整體加熱，隨爐冷卻，因此焊接零件整體塑性變形小，焊接后的工件一般不進(jìn)行機(jī)械加工。

4）可焊接大斷面工件，焊接所需壓力不大，大斷面焊接所需設(shè)備噸位不高，易于實(shí)現(xiàn)。

5）可焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜、接頭不易接近、厚度差大的工件，并可同時焊接組件中的許多接頭。

3.創(chuàng)闊微通道擴(kuò)散焊產(chǎn)品質(zhì)量保證

?產(chǎn)品試件的拉伸、彎曲、沖擊試驗(yàn)等理化試驗(yàn)

?非破壞性檢測設(shè)備的完善

?水壓試驗(yàn)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求

?氣密性耐壓試驗(yàn)

?氦質(zhì)譜檢測

?強(qiáng)度測試

?爆破試驗(yàn)

圖6.微通道擴(kuò)散焊產(chǎn)品檢驗(yàn)過程照片