铝合金焊接用散热装置的优化设计与研究

杨庆

（湖南汽车工程职业学院，湖南 株洲 412001）

焊接是连接金属零部件的最常用加工手段，通过焊接加工得到的部件在各个方向都拥有很高的强度。而且焊接这种加工方式，不但适用于同种金属与合金，对强度不同的异种金属或是合金也同样适用。此外，焊接还具有成本低廉、经济实惠的优点，加工工件的连接也牢固可靠，能满足工件的工作需求。因此，焊接加工在社会经济建设中扮演者十分重要的角色。但由于焊接是以加热、高温或者高压的方式来连接需要连接的部件的，在焊接的过程中连接件会因承受高温，而发生形变，焊接过程中如果没有很好的焊接条件，焊接热量不能及时散发便会因此产生过大的焊接残余应力，而过大残余应力的存在是导致焊接裂纹产生的主要诱因。因此，研发高效、便捷的焊接用散热装置对于保证焊接工件的焊接质量而言，具有重要意义。

1 现有铝合金焊接用散热装置设计现状

铝合金材料因质量轻、强度高、耐腐蚀性强等优点被广泛运用于工业产品的焊接制造中。但因为铝合金耐热性差，膨胀系数大等特点，在焊接时需要用到散热装置，保障良好的焊接散热，从而保证其焊接质量。但目前现有的大多数铝合金焊接散热装置都不具有便于安装和拆卸的功能，且需要使用专业工具进行拆卸和安装，费时费力，无法给使用者带来便捷，在长期的使用过程中，散热装置因拆卸安装还容易出现损坏的现象。

2 铝合金焊接用散热装置的优化设计

为解决现有的铝合金焊接散热装置不便于拆卸与安装的问题，对铝合金焊接用散热装置进行优化设计，使其具备便于安装和拆卸的优点，在保证铝合金焊接过程良好散热的同时，也保障操作的便捷性。

为实现上述目的，如图1：铝合金焊接用散热装置结构示意图、图2 铝合金焊接用散热装置传动箱剖视图、图4 铝合金焊接用散热装置传动箱立体图所示：新优化设计的铝合金焊接用散热装置，包含1、散热器；2、导热管；3、散热块；4、固定块；5、传动箱；6、转盘；7、齿轮；8、限位机构；81、齿板；82、移动块；83、卡板；9、滑块；10、滑槽；11、支撑柱；12、支撑套；13、开口；14、防滑纹等组成部分。

图1 铝合金焊接用散热装置结构示意图

图2 铝合金焊接用散热装置传动箱剖视图

图4 铝合金焊接用散热装置传动箱立体图

该铝合金焊接用散热装置在散热器的顶部设置有导热管，导热管与散热块直接相连，散热块固定在导热管的顶部，散热器再与固定块固定连接，固定块设置在散热器的上面，而传动箱安装在固定块的顶部，转盘的下端贯穿至上端并与齿轮固定连接，转盘安装在传动箱的顶部，与转盘固定连接的齿轮正面和背面都设置有限位机构；齿轮的正面和背面均啮合有齿板，移动块与齿板的底部固定连接，同时其底部与卡板固定相连，并与传动箱的内壁滑动连接。移动块的下端与滑块固定相连，滑块与传动箱内壁底部开设的滑槽配合使用。支撑柱与齿轮的底部相连，其底部与传动箱内壁的底部依靠轴承进行活动连接。转盘的表面套设有支撑套，其上端与传动箱的上端固定连接。在转盘的表面设置有防滑纹。为方便与导热管的配合使用，在传动箱的顶部和底部的两侧均开设有宽度大于导热管宽度的开口。

该散热装置相比现有的技术具有如下优势：

（1）该铝合金焊接用散热装置通过设置散热器、导热管、散热块、固定块、传动箱、转盘、齿轮和限位机构配合使用，具备便于安装和拆卸的优点。

（2）该铝合金焊接用散热装置通过滑块和滑槽的设置，能够对移动块进行辅助支撑和限位，防止移动块在移动时产生倾斜。

（3）该铝合金焊接用散热装置通过支撑柱的设置，能够对齿轮进行辅助支撑，避免单点支撑的齿轮，在工作时产生影响装置正常工作的晃动。

（4）该铝合金焊接用散热装置通过支撑套的设置，能够对转盘进行限位，防止转盘在移动时出现晃动。

（5）该铝合金焊接用散热装置通过开口的设置，能够使导热管完整的通过开口进行机械传动，避免了开口的宽度过窄导致导热管在开口处出现卡死的现象。

（6）该铝合金焊接用散热装置通过防滑纹的设置，能够便于使用者转动转盘，提高了使用者的舒适度。

为了详细介绍该装置的具体实施方式，下面将结合附图进行相应的介绍：

如上图所示，该装置设计有散热器1，散热器1、导热管2 和散热块3 三者自下而上叠加在一起固定相连，散热器1 与固定块4 的底部相连，固定块4 的顶部与顶部设置有转盘6 的传动箱5 固定连接，转盘6 与齿轮7 固定连接，其底部贯穿至内部。齿轮7 的正面和背面均设置有限位机构8；

齿轮7 的正面和背面均啮合有齿板81，齿板81、移动块82与传动箱5 三者自下而上相互连接，其中齿板81 和移动块82为固定连接，移动块82 与传动箱5 的内壁为滑动连接，移动块82 底部与卡板83 固定连接。

参考图2，滑块9 与移动块82 的底部固定连接，并与传动箱5 内壁底部开设的滑槽10 配合使用。作为该铝合金焊接用散热装置的一种技术优化方案，为给移动块82 提供辅助支撑和限位，特设置有滑块9 和滑槽10，这一设计可以有效的防止移动块82 在移动时产生倾斜。

参考图3，支撑柱11 与齿轮7的底部固定连接，其底部借助轴承实现与传动箱5 内壁的活动连接。作为该铝合金焊接用散热装置的一种技术优化方案，通过支撑柱11 的设置，能够对齿轮7 进行辅助支撑，防止齿轮7 单点支撑不够稳定，在工作时产生晃动。

图3 铝合金焊接用散热装置传动箱剖视图2 中A 的局部放大图

参考图2，转盘6 的表面套设有支撑套12，支撑套12 的顶部与传动箱5 内壁的顶部固定连接。作为该铝合金焊接用散热装置的一种技术优化方案，通过支撑套12的设置，避免转盘6 在工作中因移动而产生晃动，特对转盘6 进行限位设置。焊接过程中，保持焊接工件的平稳对保障焊接质量十分关键，通过在齿轮7 的底部固定连接支撑柱11，让支撑柱11 对齿轮7进行辅助支撑；在转盘6 的表面套设有支撑套12，让支撑套12 对转盘6 进行限位等举措，多方面保证焊接过程中焊接工件移动的平稳性。

参考图2，在传动箱5 的上面部分和下面部分的两个侧面都加工有一个开口13，开口13 的宽度相较于导热管2 要宽，以便于与导热管2 进行配合使用。铝合金焊接过程中，焊接件所散发的热量通过开口13 向导热管2 向外传递，导热管2 在散热器1 的散热作用下将焊接热量向空气中，以及其顶部固定连接的散热块3 传递，使热量能以较快的速度散发，从而达到良好焊接散热作用。

作为该铝合金焊接用散热装置的一种技术优化方案，通过开口13 的设置，能够使导热管2 完整的通过开口13 进行机械传动，避免了开口13 的宽度过窄导致导热管2 在开口13 处出现卡死的现象。

参考图2，转盘6 的表面设置有防滑纹14，防滑纹14 与转盘6 配合使用。作为该铝合金焊接用散热装置的一种技术优化方案，为了达到使用者便捷的转动转盘6 的目的，该装置设置有防滑纹14，从而提高了使用者的舒适度。

该装置的具体工作原理如下：使用时，将导热管2 插入传动箱5 并贯穿至传动箱5 的底部，并与散热器1 对接，然后通过防滑纹14 转动转盘6，齿轮7 由转盘6 带动，并将动力传递至两个齿板81，使其向外侧移动，齿板81 的移动带动移动块82 向外侧移动，移动块82 带动卡板83 向外侧移动，卡板83 对导热管2 进行辅助固定。

3 结论

该铝合金焊接用散热装置，通过散热器1、导热管2、散热块3、固定块4、传动箱5、转盘6、齿轮7 和限位机构8 配合使用。在保证良好的焊接散热条件前提下，解决了现有市面上大多数的散热装置不具有便于安装和拆卸的功能，在长期的使用过程中，散热装置容易损坏，且需要使用专业工具进行拆卸和安装，费时费力，无法给使用者带来便捷的问题。