长宁复杂轮廓水冷板焊接原理

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。

新能源汽车的动力电池在使用过程中电池温度会逐渐升高，当温度过高时，会导致电池发生热失控，因此对电池包进行冷却是至关重要的。水冷板作为液冷的重要组成部分，主要是其表面与电池的表面进行充分的接触，通过水冷板内部流动的冷却液，将电池的热量带走进行热交换，从而降低电池的温度。

真空钎焊主要应用于电气仪表及等工业中，例如,大型制氧机、汽车和轮船上用的形状复杂的热交换器(油冷却器、蒸发器和散热器等),喷气发动机中形状复杂的蜂窝结构、电气零件、精密机械零件等都采用钎焊。近年来钎焊工艺发展非常迅速,钎焊技术由原来的应用于飞机、核能等工业,发展到普通的金属和实用构件上。越复杂的工艺，批量大的焊接采用真空钎焊具有无比的优势。

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。

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。