熱管散熱器焊接靜態載荷檢測方法

何向陽，李戰庫

（陜西烽火佰鴻光電科技有限公司，陜西 寶雞 721013）

LED照明行業是一個新興的行業，它以其獨特的優點（壽命長、節約能源、亮度高）深受人們的青睞，被稱為是21世紀照明領域的一場革命。LED的應用可以說無處不在。作為一種半導體發光材料,與其他發光材料相比較,LED以其綠色、高效、可靠、耐用的優勢,使得其他發光材料黯然失色。隨著大功率LED成本的不斷降低,發光效率的不斷提升，逐步替代傳統燈具成為可能。

LED路燈面臨的主要技術問題為：輸出功率及光通量、二次光學設計、散熱設計和電源系統設計。散熱是LED路燈需要重點解決的問題之一,由于LED路燈亮度要求高、發熱量大,并且戶外使用環境比較苛刻,如果散熱不好會直接導致LED快速老化,穩定性降低,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,散熱面位于側上面有利于空氣自然對流散熱。針對散熱設計方面，熱管散熱器的研發，伴生而來的是熱管散熱器與路燈底板的焊接問題，對于回流焊接技術是一項挑戰。焊接問題的解決，迎來了新的課題，就是焊接質量的測量方法及要求。本文根據相關標準及本公司的產品特點，闡述熱管散熱器焊接質量的測量方法及要求。

1 熱管散熱器的結構組成

熱管組件結構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，需要根據產品特性制定相應的檢測要求及方式，以確保熱管散熱器焊接后質量合格判定。

圖1 熱管散熱器結構組成圖

2 熱管散熱器焊接質量的測量方法

熱管散熱器焊接質量的測量方法采用焊接位置靜態載荷試驗，焊接位置靜態載荷試驗的目的是對散熱器零件焊接缺陷中虛焊的簡便驗證方法之一。將焊接好的熱管散熱器在鹽水中浸泡30 min后進行拉力測試（拉力測試點應設定在邊沿薄弱處），是通過短期的環境腐蝕，破換焊接中的薄弱環節，促使其將焊接缺陷及早暴露，再采用拉力使其暴露于視覺之下的一種焊接檢驗方法。如圖2中的34個位置，是熱管組件每個散熱片為拉力測試點。

圖2 熱管組件焊接完成后測試點位圖

3 熱管散熱器焊接質量的測量要求

靜態載荷試驗拉力依據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為靜態載荷；Rh為等于1.225kg/m3（空氣密度）；Cd為拖動系數(一般取Cd=1.2)；S為承受載荷的面積(m2)；V為風速（m/s）

根據燈具安裝高度，風速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）。

試驗拉力大小設定應大于靜態載荷試驗拉力計算結果的1.2倍。

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

根據要求，則試驗拉力設定因更大于F測=1.36×1.2=1.632 kg f即可。

4 結語

通過一年時間的實際生產及試驗，熱管散熱器焊接質量的測量方法及測量要求可以熱管散熱器的焊接質量，適合生產，解決了熱管散熱器焊接的質量檢驗問題，促進了熱管散熱器在路燈行業中的應用。

作為照明器具，LED燈具散熱器在燈具設計環節中屬于最重要的一個環節，它直接關系到燈具設計的水平與成敗，進而影響到工程應用的效果，所以必須認真對待。本文依據相關國家標準及參照本公司產品特點，為熱管散熱器焊接質量的檢測，找到了一條實際可行的測試方法，解決熱管散熱器回流焊接這一特殊工藝的檢測途徑，有助于推進更加自主的燈具散熱研究工作，也為企業發展奠定了良好的技術基礎。