搅拌摩擦焊生产的水冷板,可以实现一体化,能够统一材质,比如就用铝1060,导热性能较好,相对于埋铜管的可靠性更高。特别适用于体积较小或特别大的水冷板,或者是对于水道设计较为复杂与精细的水冷板,采用搅拌摩擦焊工艺可以较好的实现。
真空钎焊的结构及散热效果相对于摩擦焊会容易达到,且一些复杂结构都能通过真空钎焊焊接实现,而且较大的水冷板采取摩擦焊的应力较大,加工尺寸要求及平面要求较难控制,相反真空钎焊本身经过高温应力已经释放完再加工上就会很好的控制尺寸要求及平面要求。
在新能源汽车领域,车载电控系统散热器一直发挥着重要的冷水循环的作用,时刻为汽车进行“降温”,防止电池、电机运转过程中温度过高发生损坏、烧毁、甚至爆炸等事故的发生。新能源汽车电池冷却系统主要包括、电池、电池冷却器、电机控制盒、和水冷板等主要部件、新能源汽车水冷板部件在承重和耐腐蚀环境和条件下使用,只要汽车启动、水冷循环散热器就不停息运转。因此,水冷散热器生产质量严格把关。
高功率密度的风冷散热器由于挤压技术的限制很难做大,而插片等工艺又满足不了可靠性要求。采用FSW工艺拼接技术是现今高倍齿风冷散热器的主流一个重要技术。因为风冷散热器的拼接全部为直线拼接,易于实现。
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。
真空钎焊采用焊接复合板把流道和冷板上下联为实体。批量生产性能一致性良好。可控性强,焊接工艺和装配工艺均为数据控制。具有批量性能稳定性的优势。电力电子行业的水冷板焊接工艺以真空钎焊为主,目前80%的批量产品采用真空钎焊工艺。只有在简单的封板类设计水冷散热器采用FSW技术。这是由冷板设计工艺决定的。也是焊接技术的固有特性决定的。
水冷板采用搅拌摩擦焊工艺,使水道设计更自由,密封可靠性更好,同时可以采用硬质阳极表面处理。搅拌摩擦焊是一种在机械力和摩擦热作用下的固相连接方法。搅拌摩擦焊过程中,一个柱形带特殊轴肩和针凸的搅拌头旋转着缓慢插入被焊接工件,搅拌头和被焊接材料之间的摩擦剪切阻力产生了摩擦热,使搅拌头邻近区域的材料热塑化(焊接温度一般不会达到和超过被焊接材料的熔点),当搅拌头旋转着向前移动时,热塑化的金属材料从搅拌头的向后沿转移,并且在搅拌头轴肩与工件表层摩擦产热和锻压共同作用下,形成致密固相连接接头。
相对风冷散热,水冷散热方式因其具有灵活、轻巧、可靠、散热及无需维修等特点被新能源汽车、工业电子等行业广泛应用。完整的水冷系统一般包括吸热装置(紧贴发热源)、液体输送管、散热装置(散热片+风扇等)、液体输送泵。
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。