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复杂轮廓水冷板焊接 |
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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。
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。
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。
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。
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