鋁型材散熱器主要采用高壓鑄鋁和拉伸鋁合金焊接。其主要優(yōu)點是:
①鋁型材散熱器散熱性好的散熱性能和明顯的節(jié)能特性。在同一個房間里,如果使用相同規(guī)格的散熱器,鋁鑄件的數(shù)量將少于鋼。
②鋁型材散熱器具有良好的抗氧化和耐腐蝕性,無需添加任何添加劑。其原理是,一旦鋁在空氣中遇到氧氣,它就會產(chǎn)生一層氧化膜,這種氧化膜既堅韌又致密,從而防止自身材料的進(jìn)一步腐蝕。
翅片拼湊:先制作翅片,然后將翅片的根部折疊在一起,壓力加工后卡緊,片段緊密咬合成一個整體。這個過程可以隨意制成總寬度.高翅片散熱器。問題是片與片之間是分體的,導(dǎo)熱阻大。導(dǎo)熱性大大降低。
插入式類型:由底板和多個翅片組成。在底板的一側(cè)銑削插槽,將翅片的一端插入插槽中,并將其卡緊。這種散熱器只有少數(shù)鋁板的頂部插入底板。當(dāng)接觸導(dǎo)熱面積有,熱阻會稍大。熱阻參數(shù)的一致性也很差。
提升冷板的散熱性能主要依靠:
1)改善流場。使流體在流道內(nèi)有足夠長的回路(要考慮符合的壓降,以免影響流量),流道內(nèi)的液體吸熱均勻,通常采用的方法有:Pin fin組,扭旋片,wave channel等。
2)增加吸熱面積。流體接觸冷板吸熱端的面積足夠,吸熱效果才能更好。增加面積的方法有:skiving, CNC銑槽,crimp fin,鋁擠壓fin片等。
3)冷板吸熱面平面度、粗糙度及厚度。由于工業(yè)冷板的功耗通常都比較大,以千瓦級計,所以冷板的平面度、粗糙度及厚度都對冷板的熱阻有很大的影響。
水冷板的焊接方式有:氮?dú)獗Wo(hù)釬焊,真空釬焊,氬弧焊,攪拌摩擦焊等。焊接方式的選用與材質(zhì)和產(chǎn)品的厚度有關(guān),氮?dú)獗Wo(hù)釬焊和真空釬焊通常適用于產(chǎn)品壁薄,質(zhì)量小的產(chǎn)品如熱交換器,雷達(dá)天線等,焊接母材通常選用AL3003,AL4004,AL4045,AL4043等;氬弧焊接由于起弧溫度高,加上有氬氣保護(hù),可以焊接任意形式鋁材,但是由于氬焊溫度高,焊接的母材需比較厚,焊接時容易產(chǎn)生局部變形,焊縫需要后加工處理,加工面有砂眼,裂紋等缺陷。氬焊通常采用手工操作,具有不穩(wěn)定性。攪拌摩擦焊接特別適用于鋁合金的焊接,具有缺陷率低、綠色環(huán)保的技術(shù)特點,是厚壁較大型的冷板制作的焊接工藝。以上無論何種焊接方式,焊縫周圍都需要注意材料無雜質(zhì),否則影響焊接產(chǎn)生缺陷。
冷板因為要布置流道,所以通常采用上下板塊結(jié)合的方式,基體采用CNC機(jī)械加工流道或者大批量制造的壓鑄基體及鑄造與埋管的結(jié)合工藝,另外也可以輔助其他的如深孔加工的方式;蓋板采用CNC機(jī)械加工或者其他諸如沖壓、水切割等方式制作。基體與蓋板采用焊接的方式加以連接,形成一體化的水冷板。焊接面和管道結(jié)合孔盡量避開吸熱面;管道接頭依客戶要求,需要考量螺紋連接方式,規(guī)格,強(qiáng)度等。
水冷板的強(qiáng)度。采用深孔加工,或者盡量小面積焊接是提高強(qiáng)度的方法;可以分多處小塊焊接,盡量避免大面積蓋板焊接
水冷板的承壓和泄漏測試
依照客戶規(guī)格對產(chǎn)品性能進(jìn)行測試
承壓和泄露測試。水冷板通常要求產(chǎn)品測試壓力為正常使用壓力的2~3倍,保壓時間一般在15~120min之間。
在產(chǎn)品首批測試的時候,由于無法知道產(chǎn)品確切的能抗多少壓力,所以測試的時候不可一次性將產(chǎn)品內(nèi)通入大的壓力,可以逐步從低壓(20%,50%測試壓力)往產(chǎn)品內(nèi)通入介質(zhì),保壓3~5分鐘,觀察產(chǎn)品是否變形、泄露,后增加至測試壓力,觀察是否泄露變形,產(chǎn)品在無法抵抗壓力爆裂前都會變形,可以通過量塊檢查平面度來檢測。
一般說來,水冷板為無風(fēng)機(jī)設(shè)計,輔以動態(tài)、、智能化的冷卻技術(shù)可以有效降低制冷能耗的成本,實現(xiàn)、準(zhǔn)確的熱量交換,其缺點是存在意外漏水的弊端,因此,對水冷板的加工制作工藝提出了很高的要求。
是一些大功率器件,如SVG、變頻器、逆變器、IGBT等等,這些器件都可以使用水冷板散熱器進(jìn)行散熱,而且散熱效果非常好。
冷板材料上,目前業(yè)內(nèi)主要采用的是鋁合金,銅的導(dǎo)熱效果更好,但成本要貴得多,所以不是主流方向,在非電池包領(lǐng)域有應(yīng)用;對于提高導(dǎo)熱界面的導(dǎo)熱效率,主要是在導(dǎo)熱界面材料TIM上做功夫,由之前的空氣介質(zhì),到后來的導(dǎo)熱墊,再到目前的導(dǎo)熱膠,TIM的導(dǎo)熱效果在不斷提高。
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