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复杂轮廓水冷板焊接 |
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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。
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。
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。
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。
水冷板类产品设计制造过程要考虑很多因素，不仅仅要考虑材料的选择、流道结构对散热影响，还要考虑产品结构是否满足焊接工艺等，我们在进行产品制造工艺分析阶段，需要确保：1）焊接前盖板和基板对接间隙、平面度满足搅拌摩擦焊接要求；2）焊接深度影响焊接变形，焊接尾孔的位置需要预先确定；3）焊接一般作为前置工艺，零件表面留有加工余量，焊后需进行CNC铣平。4）零件如需特殊表面处理，则需要考虑焊接位置色差影响。
