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钎焊翅片散热器

钎焊可形成牢固的导热连接和机械连接,用于制造散热器、液冷板、热交换器和机箱。

什么是钎焊?

钎焊是将一种金属熔化流入另外两块金属之间的缝隙以将其连接在一起的工艺。热管理领域常用的钎焊金属包括铜及铜基合金、铝硅基合金和镍合金。利用该工艺可以制作钎焊翅片散热器、液冷板、热交换器和机箱,从而丰富我们的热管理技术工具箱。

钎焊利用毛细作用使钎料渗入工件之间的缝隙,如果应用得当,该工艺可形成紧密接头。钎料是一种合金,其熔点低于待连接工件的熔点。使用与拼接工件材质高度匹配的材料,可形成更加牢固均匀的接头。所有钎焊工艺都需要使用夹具固定拼接工件,确保其在钎焊过程中保持彼此之间的几何位置关系不变。工件冷却后,部分可直接使用,部分需要进行后处理,例如去除残余助焊剂、矫直或机加工。

钎焊与锡焊有什么区别?

钎焊是一种与锡焊类似的工艺,但其焊接温度要高得多(高于 450°C / 840°F)。更高的温度可支持焊接更多材料选项,包括铝。锡焊和钎焊均使用填充材料(如焊锡)将金属部件连接在一起。如果金属和环境需要,还会添加助焊剂,以防止接头发生氧化。

钎焊翅片散热器与粘接翅片散热器

钎焊翅片散热器的几何结构与粘接翅片散热器几乎相同。与粘接翅片相同,钎焊翅片散热器由底座、翅片和用于连接工件的钎料组成。底座通常带有细密沟槽,便于钎料通过毛细作用渗入。钎焊翅片散热器的优势是接头连接更牢固,且底座与翅片之间的界面热阻更低。
Eaton large brazed fin

各种类型的钎焊

钎焊工艺种类较多,下面将介绍热管理行业常用的几种。

 

可控气氛钎焊

 

Eaton large conrolled atmosphere brazing
可控气氛钎焊 (CAB) 在烘箱内完成,工件被特定配比的气体环绕。该气体混合物不含氧气,以防止接头氧化,主要成分为惰性气体。工件放置于烘箱内,不受毛细作用牵引时,钎料呈水平向外流动。该工艺非常适合制造钎焊翅片散热器,因为底座沟槽十分有利于钎料通过毛细作用渗入。

真空钎焊

顾名思义,真空钎焊在真空腔室中进行。真空环境去除会造成接头氧化的氧气,以及其他可能滞留在接头微小缝隙内的气体。在实际应用中,真空钎焊相比其他钎焊类型具备优势,无需助焊剂即可实现防氧化。因此,真空钎焊广泛用于热交换器、液冷板等复杂组件,因为残留助焊剂很难从狭窄封闭的空间中清除。

Eaton large vaccum brazing ovens
盐浴助焊剂浸渍钎焊
浸渍钎焊时,在接头缝隙放置钎料,并将工件像真空钎焊或可控气氛钎焊组件一样用夹具固定在一起。然后将固定好的组件放置于不锈钢夹具上。借助大型升降机构,将夹具连同组件一同浸入熔融盐中。熔融盐的热量通过铝组件传导,使所有钎料熔化并重新流动。由于组件处于浸没状态,无需助焊剂,融化钎料可向多个方向扩散,不仅限于水平方向。
Eaton large brazing molten salt

火焰钎焊

在少数情况下,会使用火焰钎焊来制作难度较高的原型、概念验证件或复杂的小批量产品。火焰钎焊利用燃气火焰熔化待连接的两件金属工件之间的填充钎料。该工艺多为手工操作,只适用于小批量生产。该工艺无法实现铝钎焊所需的严格气氛控制,一般仅用于铜、镍合金的钎焊。

总结

在制造高质量或高复杂度热管理产品时,钎焊可以提供丰富的工艺选择。

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