液冷技術的核心是液冷板,在液冷板的批量製造過程中,焊接是最重要的環節之一。
液冷板的焊接難點
為(wei) 了應對越來越高的散熱功率密度,液冷板核心材料正逐步由鋁向銅升級。相比鋁材,銅的導熱係數高達 400 W/m·K,接近鋁的兩(liang) 倍,能夠更高效地傳(chuan) 導熱量,因此在高性能液冷散熱領域展現出非常強的優(you) 勢。
但銅的焊接是激光加工領域出了名難啃的"硬骨頭" ,傳(chuan) 統近紅外激光(如1080nm光纖激光 ) 焊接銅材時,麵臨(lin) 三大難題:
• 吸收率低:銅對近紅外光的吸收率不足5%,激光能量無法被材料有效吸收,焊接效率極低。
• 飛濺難以控製:銅從(cong) 固態到液態相變過程中,對紅外光的吸收率會(hui) 突然躍升,熔池迅速升溫沸騰,導致飛濺嚴(yan) 重。
• 封不嚴(yan) 密:焊縫內(nei) 容易產(chan) 生氣孔。液冷板需要長期承受冷媒壓力,氣孔的存在增加了漏液的可能性。
國內(nei) 各激光焊接機廠家嚐試了各種辦法,例如加大激光功率、采用擺動焊接頭、加填絲(si) 、采用環形光斑等 ,效果雖有所改善,但都沒有解決(jue) 根本問題。
紅藍激光複合焊接方案,焊接效果全麵升級
銅對藍光激光的吸收率高達 50%+,相比紅外激光提升了 10 倍以上。激光能量高效吸收,焊接過程變得更可控。
材料升溫過程中吸收率變化更平緩,熔池從(cong) 頭穩到尾。熔池溫度場穩定,氣體(ti) 能順暢排出去,使得氣孔基本歸零。焊接過程飛濺幾乎消失,焊縫連續致密光滑。
由於(yu) 半導體(ti) 藍光激光的光束質量有限,欠缺深融能力,實踐當中人們(men) 想到了將紅外光纖激光和半導體(ti) 藍光結合起來使用的方法,即紅藍激光複合焊接。這樣的搭配兼具紅外光的深熔能力,和藍光高吸收率的優(you) 勢,雙光協同焊接,實現高效率、低飛濺、高品質焊接效果,滿足高反材料精密加工需求。
功率分層,精準匹配
當前工業(ye) 級藍光半導體(ti) 激光器已經形成了從(cong) 百瓦級到千瓦級的完整產(chan) 品矩陣,可靈活適配不同液冷板的焊接需求。
目前北京大族天成紅藍激光複合焊接已形成多組成熟的功率組合方案,常用配置包括:500W藍光+2000W光纖,1000W藍光+2000W光纖,2000W藍光+ 2000W光纖。用戶可根據銅材厚度、焊縫結構和生產(chan) 效率需求靈活選配。
典型應用場景
AI 算力液冷板:銅基液冷板的密封焊接,焊縫平滑無缺陷,氣密性滿足行業(ye) 嚴(yan) 苛標準。
異種金屬連接:液冷板銅底板與(yu) 不鏽鋼進出水接頭焊接。藍光外圈預熱,紅外內(nei) 圈深熔,功率分開可調,一次完成異種材料的可靠焊接。
紅藍複合焊接改變了傳(chuan) 統銅焊接的加工方式,使焊接過程更加穩定、效率更高、質量更可靠。當液冷板的氣密性標準錨定到"零缺陷" ,紅藍複合焊接已經從(cong) 工藝可選項變成了競爭(zheng) 力的決(jue) 定性力量。
液冷散熱正處於(yu) 高速發展階段,誰率先掌握了成熟的紅藍複合焊接工藝,誰就更有機會(hui) 在新的一輪市場增長中贏得未來競爭(zheng) 優(you) 勢。
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