线性摩擦焊接技术作为一种固相焊接技术,因其绿色、优质、高效的技术优势,具有极大的推广应用价值,2021年实验室在前期研究工作的基础上,不断扩展新的应用领域,主要针对翅板式铝合金散热器线性摩擦焊接制造技术,开展了一系列研究工作:
板翅式铝合金散热器因其结构紧凑、轻量化以及换热效率高等技术优势,是目前最先进、应用最广的散热器,已广泛应用于:风电风能变流器、逆变器、电机、新能源汽车动力电池包、光伏逆变器等;IT通信行业基站用散热器;汽车、高速列车发动机用散热器。但由于板翅式散热器翅片数量多、易变形、深宽比大、壁厚差大等结构特点,在传统制造过程中存在诸多问题,基于此,实验室开发大深宽比-易变形材料-非等截面-线性摩擦焊接成形工艺。
由于铝合金热导率较高,在线性摩擦焊接过程中通过相互摩擦产生的热量极易沿母材、夹具等向外传导,导致热量损失较大,焊接界面温度较低,界面材料不易达到高温粘塑性状态,从而增加了焊接难度,不但难以控制焊接成形,而且极易导致焊接接头出现未焊合、夹渣等焊接缺陷。因此,通过改变铝合金基板与翅片的焊接接头形式,设计了平面、凸台、凹槽三种焊接界面形式,改善焊接端面热量分布状态,从而达到精准成形的目的。
(a)平面式 (b)凸台式 (c)凹槽式
图1不同接头形式
图2实际焊接接头形貌
基于板翅式铝合金散热器制造中存在的诸多问题,本项目采用线性摩擦焊接工艺方法,利用摩擦焊绿色无污染、能量输入准确可控和制造工序简单高效的技术优势,开发了一种板翅式铝合金散热器新型制造方法,在保证连接强度和可靠性的基础上,不仅简化了制造流程,极大提高了生产制造效率,同时也大幅度降低了制造成本,是对板翅式铝合金散热器制造工艺的重要革新。