熱管制造工藝熱管是一種高效的傳熱元件，其制造工藝需嚴(yán)格控制密封性、毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)和工質(zhì)充裝量，核心流程圍繞管材制備、毛細(xì)芯制作、清洗干燥、工質(zhì)充裝、密封焊接五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開，具體步驟如下：一、原材料準(zhǔn)備管材選擇根據(jù)使用場(chǎng)景選擇管材，常見材質(zhì)有銅、鋁、不銹鋼、鎳基合金等：銅熱管：導(dǎo)熱性好，適用于電子散熱、空調(diào)制冷等民用領(lǐng)域；不銹鋼熱管：耐高溫、耐腐蝕，適用于航空航天、核電等工業(yè)場(chǎng)景；鋁熱管：輕量化，適用于新能源汽車、軌道交通等對(duì)重量敏感的領(lǐng)域。管材尺寸需根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定，包括外徑（常用3–20mm）、壁厚和長(zhǎng)度。毛細(xì)芯材料選擇毛細(xì)芯是熱管的核心部件，負(fù)責(zé)通過毛細(xì)力回流冷凝后的工質(zhì)，常見類型及材料：燒結(jié)型毛細(xì)芯：銅粉、鎳粉、不銹鋼粉（粉末粒徑50–200μm）；溝槽型毛細(xì)芯：直接在管材內(nèi)壁加工軸向或螺旋溝槽；絲網(wǎng)型毛細(xì)芯：銅絲網(wǎng)、不銹鋼絲網(wǎng)（目數(shù)80–200目）；復(fù)合型毛細(xì)芯：如“溝槽+燒結(jié)”“絲網(wǎng)+燒結(jié)”，兼顧高毛細(xì)力和高滲透率。工質(zhì)選擇工質(zhì)需與管材兼容，且沸點(diǎn)匹配工作溫度范圍，常見工質(zhì)：低溫?zé)峁埽阂旱?、液氨（適用于-200℃~-50℃）；常溫?zé)峁埽核?、乙醇、丙酮（適用于0℃~200℃，銅熱管優(yōu)先選水）；高溫?zé)峁埽阂簯B(tài)金屬（鈉、鉀、鋰，適用于500℃~1200℃）。二、毛細(xì)芯制備毛細(xì)芯的結(jié)構(gòu)直接影響熱管傳熱性能，不同類型毛細(xì)芯的制備工藝差異較大：溝槽型毛細(xì)芯采用精密加工設(shè)備（如數(shù)控車削、拉拔、擠壓機(jī)）在管材內(nèi)壁加工溝槽，溝槽參數(shù)（寬度0.1–0.5mm、深度0.2–0.8mm、間距0.3–1.0mm）需嚴(yán)格控制；加工后去除內(nèi)壁毛刺，避免影響工質(zhì)回流。絲網(wǎng)型毛細(xì)芯將裁剪好的絲網(wǎng)緊密貼合管材內(nèi)壁，可通過點(diǎn)焊或機(jī)械脹緊固定；多層絲網(wǎng)疊加可提高毛細(xì)力，但需控制總厚度，避免降低熱管有效通徑。燒結(jié)型毛細(xì)芯裝粉：將金屬粉末均勻填充到管材內(nèi)壁，可采用振動(dòng)裝粉或真空吸粉，保證粉末密度均勻；燒結(jié)：將裝粉后的管材放入燒結(jié)爐，在保護(hù)氣氛（氮?dú)?、氬氣）或真空環(huán)境下加熱至粉末熔點(diǎn)的60%–80%（如銅粉燒結(jié)溫度800–900℃），保溫30–120min，使粉末顆粒間形成冶金結(jié)合；冷卻：隨爐冷卻至室溫，避免毛細(xì)芯開裂。三、管材清洗與干燥清洗干燥的目的是去除管材內(nèi)壁和毛細(xì)芯中的油污、雜質(zhì)、水分，防止工質(zhì)污染和熱管“氣堵”，步驟如下：脫脂清洗：采用超聲波清洗機(jī)，用丙酮、乙醇或堿性清洗劑清洗管材內(nèi)壁，去除油污和加工碎屑，清洗時(shí)間10–30min；純水漂洗：用去離子水漂洗2–3次，去除殘留清洗劑；干燥處理：將管材放入真空干燥箱，在100–150℃、真空度≤10Pa條件下干燥2–4h，徹底去除水分；冷卻保存：干燥后在潔凈環(huán)境下冷卻至室溫，密封存放，防止二次污染。四、工質(zhì)充裝與密封這是熱管制造的核心工序，需嚴(yán)格控制充裝量和真空度，避免引入不凝性氣體：抽真空將干燥后的熱管一端連接真空系統(tǒng)，另一端預(yù)留工質(zhì)充裝口；啟動(dòng)真空泵，將熱管內(nèi)部真空度抽至10?3–10??Pa（真空度越高，不凝性氣體越少，熱管傳熱性能越好）；高溫?zé)峁艹檎婵諘r(shí)需加熱管材（如150–200℃），促進(jìn)內(nèi)壁吸附氣體釋放。工質(zhì)充裝根據(jù)熱管體積和設(shè)計(jì)要求，計(jì)算工質(zhì)充裝量（通常為熱管內(nèi)腔體積的10%–30%）；在真空狀態(tài)下，通過充裝口將定量的高純工質(zhì)（如去離子水、液態(tài)金屬）注入熱管內(nèi)部；充裝過程需避免空氣混入。密封焊接充裝完成后，立即對(duì)充裝口進(jìn)行密封，常用焊接方式：釬焊：銅熱管采用銀釬焊、磷銅釬焊；不銹鋼熱管采用氬弧焊、真空釬焊；電阻焊：適用于薄壁管材的快速密封；激光焊：焊接精度高、熱影響區(qū)小，適用于航空航天等高可靠性熱管；焊接后需進(jìn)行氣密性檢測(cè)，常用方法為氦質(zhì)譜檢漏，漏率需控制在10??Pa·m3/s以下。五、成型與后處理整形切割：根據(jù)使用需求，將熱管切割至指定長(zhǎng)度，對(duì)端口進(jìn)行倒角、打磨，避免尖銳邊緣劃傷設(shè)備；性能測(cè)試傳熱性能測(cè)試：搭建測(cè)試臺(tái)，測(cè)量熱管的等溫性、傳熱極限（毛細(xì)極限、攜帶極限、沸騰極限）；壽命測(cè)試：在額定工況下進(jìn)行長(zhǎng)期老化試驗(yàn)（如1000–10000h），觀察性能衰減情況；環(huán)境測(cè)試：根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行高低溫循環(huán)、振動(dòng)、沖擊等測(cè)試，驗(yàn)證可靠性。表面處理：部分熱管需進(jìn)行表面鍍鎳、鍍鋅或陽極氧化，提高防腐蝕能力或絕緣性能。六、關(guān)鍵工藝控制點(diǎn)真空度：熱管內(nèi)部真空度直接影響傳熱效率，需嚴(yán)格控制抽真空時(shí)間和溫度；毛細(xì)芯均勻性：燒結(jié)型毛細(xì)芯需保證粉末密度一致，溝槽型毛細(xì)芯需控制溝槽尺寸偏差；工質(zhì)充裝量：充裝過多易導(dǎo)致攜帶極限降低，充裝過少易出現(xiàn)干涸現(xiàn)象；氣密性：焊接密封后必須進(jìn)行檢漏，不凝性氣體的存在會(huì)大幅降低熱管性能。七、典型應(yīng)用工藝差異熱管類型核心工藝特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景電子散熱銅熱管溝槽型毛細(xì)芯為主，水