تحلیل ویژگی‌های فرآیند لحیم‌کاری سخت در خلاء صفحات سرد آلیاژ آلومینیوم

صفحات سرد آلومینیومی لحیم‌کاری شده با خلاء به طور گسترده در مدیریت حرارتی باتری، خنک‌سازی قطعات الکترونیکی قدرت، خودروهای انرژی نو و سرورهای با چگالی بالا استفاده می‌شوند. ما به عنوان یک تولیدکننده حرفه‌ای صفحات سرد مایع لحیم‌کاری خلاء و تأمین‌کننده صفحات سرد مایع لحیم‌کاری خلاء، مروری عمیق بر چگونگی تعیین کیفیت و عملکرد صفحات سرد مایع توسط انتخاب مواد و کنترل فرآیند لحیم‌کاری ارائه می‌دهیم.

۱. چرا لحیم‌کاری تحت خلاء برای صفحات سرد مایع حیاتی است؟

لحیم‌کاری تحت خلاء در محیط خلاء بالا (≤10⁻³ pa) و بدون استفاده از روان‌ساز انجام می‌شود. این امر از اکسیداسیون جلوگیری کرده و یک کانال داخلی تمیز، با استحکام بالا و بدون نشتی را تضمین می‌کند - که برای هر صفحه خنک‌کننده مایع یا صفحه سرد مایع لحیم‌کاری شده حیاتی است. این فرآیند مزایای متعددی دارد:

• تولید اتصالات بسیار تمیز

• جریان مویینگی عالی فلز پرکننده

• قابلیت اطمینان بالا برای کانال‌های داخلی پیچیده

• مناسب برای سازه‌های جدار نازک و چند لایه

• ایده‌آل برای مدیریت حرارتی کاربردهای صفحه سرد که نیاز به پایداری طولانی مدت دارند

در مقایسه با اتصال مکانیکی یا جوشکاری تیگ، لحیم‌کاری تحت خلاء در حال حاضر قابل اعتمادترین فناوری برای ساخت صفحات سرد خنک‌شده با مایع است که در بسته‌های باتری خودروهای برقی، ماژول‌های مخابراتی و اینورترهای صنعتی استفاده می‌شود.

۲. ویژگی‌های آلیاژ آلومینیوم ۳۰۰۳ در لحیم‌کاری سخت در خلاء

نمای کلی مواد

۳۰۰۳ یک آلیاژ منگنز با ویژگی‌های زیر است:

• مقاومت در برابر خوردگی خوب

• شکل پذیری خوب

• بدون تقویت قابل عملیات حرارتی

رفتار لحیم کاری خلاء آلیاژ 3003

به دلیل ساختار پایدار و عدم وجود عناصر فرار، آلیاژ ۳۰۰۳ در تولید صفحات سرد لحیم‌کاری سخت در خلاء عملکرد بسیار خوبی دارد.

ویژگی‌های کلیدی:

• منگنز دانه‌ها را تصفیه می‌کند و پایداری لحیم‌کاری سخت را بهبود می‌بخشد

• نقص‌ها و فرسایش کمتر وقتی دما در دمای ۵۸۰ تا ۵۹۰ درجه سانتیگراد کنترل می‌شود

• مناسب برای طرح‌های دیواره نازک مانند هسته‌های لانه زنبوری و کانال‌های خنک‌کننده با جریان بالا

این باعث می‌شود ۳۰۰۳ برای طرح‌های صفحات سرد لحیم‌کاری شده که قابلیت تولید و مقاومت در برابر خوردگی را در اولویت قرار می‌دهند، ایده‌آل باشد.

۳. ویژگی‌های آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۱ در لحیم‌کاری سخت در خلاء

نمای کلی مواد

۶۰۶۱ یک آلیاژ al-mg-si است که:

• قابل عملیات حرارتی است

• استحکام بالاتری ارائه می‌دهد

• قابلیت ماشینکاری و جوشکاری عالی دارد

رفتار لحیم کاری در خلاء آلیاژ ۶۰۶۱

چالش اصلی، فراریت میلی‌گرم در دمای لحیم‌کاری سخت (≈588°c) است.

تبخیر میلی‌گرم می‌تواند:

• محفظه خلاء را آلوده کنید

• بر رفتار ترشوندگی فلز پرکننده تأثیر می‌گذارند

• محدود کردن پنجره دمای مجاز

بنابراین، هنگام طراحی صفحات سرد مایع سفارشی یا صفحات سرد با عملکرد بالا و بار زیاد با استفاده از 6061، کنترل دقیق موارد زیر ضروری است:

• دقت دما

• زمان نگهداری (اغلب ۱۰ تا ۱۲ دقیقه)

• تمیزی کوره

• مقدار میلی‌گرم در هر دو فلز پایه و فلز پرکننده

اگرچه این فرآیند دشوارتر است، اما آلیاژ ۶۰۶۱ استحکام مکانیکی بالاتری ارائه می‌دهد که برای صفحات سرد مایع مورد استفاده در هوافضا، پنل‌های خنک‌کننده ساختاری باتری خودروهای برقی و ماژول‌های نیمه‌هادی پرقدرت ایده‌آل است.

۴. پارامترهای کلیدی فرآیند لحیم‌کاری سخت در خلاء برای صفحات خنک‌کننده مایع

(1) انتخاب فلز پرکننده

فلز پرکننده رایج: ۴۰۰۴ (al–si–mg)

• محدوده ذوب: ۵۵۹–۵۹۱ درجه سانتیگراد

• جریان پذیری عالی برای کانال های داخلی

برای سازه‌های ۶۰۶۱ که به دماهای پایین‌تری نیاز دارند، پرکننده‌های پیشرفته al-si-cu-mg با نقطه ذوب پایین (۵۱۴-۵۳۸ درجه سانتیگراد) می‌توانند به طور موثری گرمای بیش از حد و رشد دانه را کاهش دهند.

(2) دما و زمان نگهداری

دما مهمترین پارامتر است:

• خیلی کم → ذوب ضعیف، پیوند ضعیف

• خیلی زیاد → فرسایش فلز پایه، انحلال لانه زنبوری، تبخیر میلی‌گرم (6061)

زمان نگهداری باید مکمل دما و رفتار نفوذ فلز پرکننده باشد.

(3) درجه خلاء (≤10⁻³ پاسکال)

خلاء بالا، لایه اکسید را از بین می‌برد و تشکیل درز تمیز را تضمین می‌کند.

(4) تمیزی سطح و فاصله بین قطعات نصب شده

• بدون لایه روغن یا اکسید

• شکاف مونتاژ دقیق، جریان مویرگی را تضمین می‌کند

• ضروری برای طرح‌های خنک‌کننده مایع بدون نشتی با صفحه سرد

(5) ابزار و فیکسچر

طراحی خوب وسایل کمک می‌کند:

• تغییر شکل کنترل

• صافی را حفظ کنید

• توزیع یکنواخت گرما را تضمین کنید

این عوامل بسیار مهم هستند زیرا یک نشتی کوچک در داخل یک صفحه سرد مایع لحیم‌کاری شده می‌تواند باعث خرابی فاجعه‌بار در سیستم‌های خنک‌کننده خودروهای برقی یا صنعتی شود.

۵. عیوب رایج و راه‌حل‌ها در صفحات سرد لحیم‌کاری شده

۱. جریان اضافی پرکننده (سرریز لحیم)

reasons: excessive temperature, long holding time, small grain size
solutions:

• کاهش دما

• افزایش اندازه دانه فلز پایه

• تنظیم ضخامت پرکننده

۲. فرسایش فلز پایه

reasons: over-temperature, long soak time, filler melting point too close to base metal
solutions:

• دمای لحیم کاری پایین تر

• آلیاژهای پرکننده با نقطه ذوب پایین را اعمال کنید

۳. تشکیل جوش ضعیف / تخلخل

reasons: insufficient vacuum, contamination, improper clearance
solutions:

• بهبود تمیز کردن سطح

• بهینه سازی سیستم خلاء

• تنظیم طراحی مفصل

۶. راهنمای انتخاب مواد برای صفحات سرد مایع

چه زمانی صفحات سرد 3003 را انتخاب کنیم؟

• مقاومت خوردگی بالا مورد نیاز است

• کانال‌های داخلی پیچیده

• مدیریت حرارتی مقرون به صرفه

• خنک‌کننده باتری خودروهای برقی، مبدل‌های حرارتی، ماژول‌های مخابراتی

چه زمانی صفحات سرد 6061 را انتخاب کنیم؟

• استحکام بالا یا بار سازه‌ای مورد نیاز

• الکترونیک هوافضا و دفاعی

• سیستم‌های خنک‌کننده فشار بالا

• ماژول‌های igbt یا اینورتر با توان بالا

۳۰۰۳ بازه فرآیند وسیع‌تری را فراهم می‌کند، در حالی که ۶۰۶۱ استحکام اتصال بالاتری را ارائه می‌دهد - هر دو بسته به کاربرد شما، برای محلول‌های صفحه سرد مایع لحیم‌کاری شده مناسب هستند.

۷. نحوه کار صفحات سرد مایع (مرور کلی)

یک صفحه سرد مایع از خنک‌کننده در گردش در داخل کانال‌های داخلی یا میکروکانال‌های مهندسی‌شده دقیق برای جذب و انتقال گرما از قطعات الکترونیکی استفاده می‌کند.

اصل کار:

1. گرما وارد پایه صفحه سرد (معمولاً آلومینیوم 3003 یا 6061) می‌شود.

2. مایع خنک‌کننده از طریق کانال‌های داخلی که توسط لحیم‌کاری سخت در خلاء تشکیل شده‌اند، جریان می‌یابد.

3. گرما از طریق رسانایی و همرفت به مایع خنک‌کننده منتقل می‌شود.

4. مایع خنک‌کننده گرم شده خارج می‌شود و توسط رادیاتور یا چیلر خنک می‌شود.

این مکانیزم، اتلاف حرارت بسیار بهتری نسبت به همرفت طبیعی یا هیت سینک‌ها به تنهایی فراهم می‌کند و خنک‌سازی با مایع صفحه سرد را به گزینه‌ای ترجیحی برای الکترونیک پرقدرت تبدیل می‌کند.

لحیم‌کاری سخت در خلاء برای ساخت صفحات سرد با کارایی بالا و کانال‌های بدون نشتی و قابل اعتماد ضروری است.

• آلومینیوم ۳۰۰۳ پردازش آسان‌تر و لحیم‌کاری پایدارتری را ارائه می‌دهد.

• آلومینیوم ۶۰۶۱ استحکام بالاتری را فراهم می‌کند اما به دلیل تبخیر میلی‌گرم، نیاز به کنترل دقیق فرآیند دارد.

با فلزات پرکننده بهینه شده، کنترل دقیق دما و فیکسچرهای دقیق، هر دو ماده می‌توانند نتایج بسیار خوبی در صفحات سرد لحیم‌کاری شده، صفحات خنک‌کننده مایع و صفحات سردکننده مایع سفارشی ارائه دهند.

ما به عنوان یک تولیدکننده و تأمین‌کننده باتجربه در زمینه لحیم‌کاری سخت در خلاء، راه‌حل‌های جامع طراحی، ماشینکاری و لحیم‌کاری سخت متناسب با وسایل نقلیه الکتریکی، مخابرات، هوافضا، اتوماسیون صنعتی و خنک‌کننده‌های الکترونیکی پرقدرت ارائه می‌دهیم.