江苏南京复杂轮廓水冷板焊接技术要求

新能源汽车的电池冷却系统主要包括电池、电池冷却器和水冷板等重要部件，是新能源汽车热管理系统的重要组成部件。新能源汽车水冷板部件在承重和耐腐蚀的环境和条件下使用，对材料的强度和耐腐蚀性有较高的要求。

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。

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。

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。

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。

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。

水冷散热产品，一般都要做气密性检测，一般我们焊接打样时会先做一个焊缝剖面切割效果，观察有无暗沟塌陷，还可以测量焊缝深度等，批量生产，一般要做基本的气密性检测。根据客户需要还可以做金相分析、拉力测试，工况实测等（对于一些价值比较高的产品，做无损X光检测分析）。