舟山复杂轮廓水冷板焊接技术要求

来源：波宾电子束技术(常州)有限公司 时间：2024-05-18 07:51:17 [举报]

搅拌摩擦焊和真空钎焊在水冷板的加工过程中各有用途，主要是根据结构来确定，数量小加工面大的平板结构的搅拌摩擦焊，速度快成本低，如果是有立面结构或者批量产品用真空钎焊就显示出优点，隆源高科有搅拌摩擦焊，真空钎焊，感应钎焊，气体保护焊等多种焊接手段，针对不同精度要求和工件结构特点用选用优化的工艺方案。

FSW为通过搅拌头摩擦生热，使母材达到熔融状态完成焊接的一种方法，属于固相焊接。但是由于焊接方法特点的限制，目前冷板行业仅于简单的焊接轨迹，比如平直的结构或圆筒形结构的焊接，而且在焊接过程中工件要有良好的支撑和衬垫。对于小的工件，人为的因素对质量影响很大。

真空钎焊是在真空条件下，通过低于母材熔点的焊料融化把母材连接在一起的焊接方式。适合于批量生产。产品的性能不受人为因素影响。

部分简单的大流量低流阻压降要求的并联水路的水冷板，也可采用摩擦焊接技术（FSW）实现，这是因为采用型材作为并联水道实现散热要求，焊接的轨迹为横平竖直，易于操作。特别适合小批量的生产。对于大功率水冷板技术，特别是小流量，高压降的水冷板设计结构复杂，焊接轨迹不易控制，只能采用真空钎焊技术才能有保障。

因为FSW不能实现每个流道鳍片都能和冷板的上下两个面实体连接，只能在大跨度的地方焊接。必然造成受流体内力而持续承受机械应力，长期使用有潜在的散热面成拱形的可能。并且没有焊实的地方容易串水，形成流量流阻不均。

技术特点:1、焊缝中无熔焊气孔缺陷，无元素烧损，无热裂纹，从来无泄漏的高可靠性;

2、无凝固时元素和组织的偏析，焊接区显微组织各向同性，无焊缝余高;

3、焊接工艺简单，属于不添加焊剂型焊接:无需填丝，无需开坡口，无需焊前处理，无需保护气;

4、加工过程环保，无光与气污染;

5、焊区收缩小，变形小;

6、由于设备成本较高，目前加工成本较高，同时对技术工人的熟练程度要求高。

目前，工业上常见的水冷散热器产品有水冷板、水冷壳体、水冷箱体等，其产品结构和散热原理如下：将流道结构的基板与盖板贴合，采用搅拌摩擦焊工艺焊接形成密封腔体，腔体流道设进出口水嘴，连接输水管与输送泵，通过水循环流动快速将热量扩散到整体水冷板，避免热源聚集，继以控制产品的工作温度。

搅拌摩擦焊基于金属材料极端的塑性变形。当搅拌针缓慢插入金属母材中时，因摩擦而生热而由搅拌头施加的压力导致金属机械变形，形成致密的焊缝并实现同质晶粒结构。与传统金属熔化焊相比，搅拌摩擦焊的优点有：高强度、少泄露、少变形。该焊缝几乎无气孔、泄露，且接头强度远熔化焊。这种焊接工艺非常适合水冷散热器的焊接成型。

水冷板是散热控制系统的核心部件，对其内部流道结构、表面粗糙度及零件精度有较高的要求，同时，水冷盖板的平整度和贴合度也影响后面焊接工艺，这些都是机加工过程要注意的因素，另外， 为了增加水冷装置刚性和耐磨性，有些产品还会做些流道的表面强化处理。

水冷板，这是一种通过液冷换热的元件，原理是在金属板材内加工形成流道，电子元件安装于板的表面（中间涂装导热介质），冷却液从板的进口进入，出口出来，把元件的发出的热量带走。水冷板流道形成的工艺常见的有：摩擦焊、真空钎焊、埋铜管、深孔钻等。

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