攪拌摩擦焊生產(chǎn)的水冷板,可以實(shí)現(xiàn)一體化,能夠統(tǒng)一材質(zhì),比如就用鋁1060,導(dǎo)熱性能較好,相對(duì)于埋銅管的可靠性更高。特別適用于體積較小或特別大的水冷板,或者是對(duì)于水道設(shè)計(jì)較為復(fù)雜與精細(xì)的水冷板,采用攪拌摩擦焊工藝可以較好的實(shí)現(xiàn)。
FSW為通過攪拌頭摩擦生熱,使母材達(dá)到熔融狀態(tài)完成焊接的一種方法,屬于固相焊接。但是由于焊接方法特點(diǎn)的限制,目前冷板行業(yè)僅于簡(jiǎn)單的焊接軌跡,比如平直的結(jié)構(gòu)或圓筒形結(jié)構(gòu)的焊接,而且在焊接過程中工件要有良好的支撐和襯墊。對(duì)于小的工件,人為的因素對(duì)質(zhì)量影響很大。
真空釬焊是在真空條件下,通過低于母材熔點(diǎn)的焊料融化把母材連接在一起的焊接方式。適合于批量生產(chǎn)。產(chǎn)品的性能不受人為因素影響。
真空釬焊主要應(yīng)用于電氣儀表及等工業(yè)中,例如,大型制氧機(jī)、汽車和輪船上用的形狀復(fù)雜的熱交換器(油冷卻器、蒸發(fā)器和散熱器等),噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中形狀復(fù)雜的蜂窩結(jié)構(gòu)、電氣零件、精密機(jī)械零件等都采用釬焊。近年來釬焊工藝發(fā)展非常迅速,釬焊技術(shù)由原來的應(yīng)用于飛機(jī)、核能等工業(yè),發(fā)展到普通的金屬和實(shí)用構(gòu)件上。越復(fù)雜的工藝,批量大的焊接采用真空釬焊具有無(wú)比的優(yōu)勢(shì)。
高功率密度的風(fēng)冷散熱器由于擠壓技術(shù)的限制很難做大,而插片等工藝又滿足不了可靠性要求。采用FSW工藝拼接技術(shù)是現(xiàn)今高倍齒風(fēng)冷散熱器的主流一個(gè)重要技術(shù)。因?yàn)轱L(fēng)冷散熱器的拼接全部為直線拼接,易于實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)特點(diǎn):1、焊縫中無(wú)熔焊氣孔缺陷,無(wú)元素?zé)龘p,無(wú)熱裂紋,從來無(wú)泄漏的高可靠性;
2、無(wú)凝固時(shí)元素和組織的偏析,焊接區(qū)顯微組織各向同性,無(wú)焊縫余高;
3、焊接工藝簡(jiǎn)單,屬于不添加焊劑型焊接:無(wú)需填絲,無(wú)需開坡口,無(wú)需焊前處理,無(wú)需保護(hù)氣;
4、加工過程環(huán)保,無(wú)光與氣污染;
5、焊區(qū)收縮小,變形小;
6、由于設(shè)備成本較高,目前加工成本較高,同時(shí)對(duì)技術(shù)工人的熟練程度要求高。
相對(duì)風(fēng)冷散熱,水冷散熱方式因其具有靈活、輕巧、可靠、散熱及無(wú)需維修等特點(diǎn)被新能源汽車、工業(yè)電子等行業(yè)廣泛應(yīng)用。完整的水冷系統(tǒng)一般包括吸熱裝置(緊貼發(fā)熱源)、液體輸送管、散熱裝置(散熱片+風(fēng)扇等)、液體輸送泵。
目前,工業(yè)上常見的水冷散熱器產(chǎn)品有水冷板、水冷殼體、水冷箱體等,其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和散熱原理如下:將流道結(jié)構(gòu)的基板與蓋板貼合,采用攪拌摩擦焊工藝焊接形成密封腔體,腔體流道設(shè)進(jìn)出口水嘴,連接輸水管與輸送泵,通過水循環(huán)流動(dòng)快速將熱量擴(kuò)散到整體水冷板,避免熱源聚集,繼以控制產(chǎn)品的工作溫度。
攪拌摩擦焊基于金屬材料極端的塑性變形。當(dāng)攪拌針緩慢插入金屬母材中時(shí),因摩擦而生熱而由攪拌頭施加的壓力導(dǎo)致金屬機(jī)械變形,形成致密的焊縫并實(shí)現(xiàn)同質(zhì)晶粒結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)金屬熔化焊相比,攪拌摩擦焊的優(yōu)點(diǎn)有:高強(qiáng)度、少泄露、少變形。該焊縫幾乎無(wú)氣孔、泄露,且接頭強(qiáng)度遠(yuǎn)熔化焊。這種焊接工藝非常適合水冷散熱器的焊接成型。
水冷板,這是一種通過液冷換熱的元件,原理是在金屬板材內(nèi)加工形成流道,電子元件安裝于板的表面(中間涂裝導(dǎo)熱介質(zhì)),冷卻液從板的進(jìn)口進(jìn)入,出口出來,把元件的發(fā)出的熱量帶走。水冷板流道形成的工藝常見的有:摩擦焊、真空釬焊、埋銅管、深孔鉆等。