液冷板作为新能源汽车动力电池、储能系统及数据中心服务器等高功率器件散热的核心部件,其焊接质量直接决定了热管理系统的密封性与可靠性。
激光焊接机凭借其高能量密度、精准热控制和优异密封性等特点,在液冷板制造领域展现出显著优势,正在逐步取代传统钎焊与搅拌摩擦焊工艺。下来看看激光焊接技术在焊接液压杆的工艺流程。
激光焊接技术在焊接液压杆的工艺流程:
1.焊前准备与预处理工艺.
高质量的激光焊接始于严格的焊前准备。液冷板组件通常由冲压成型的流道板与盖板组成,待焊部位必须保持清洁干燥。铝合金表面致密的氧化层是焊接过程中的主要挑战,其熔点远高于基体金属,若不彻底清除,极易导致焊缝气孔或夹渣缺陷。操作人员需采用机械或化学方法去除待焊区域的氧化膜,并在干燥环境中存放,避免二次污染。
对于铜质液冷板,高反射特性是激光焊接的主要障碍。蓝光激光器在铜材加工中具有独特优势,蓝光波段被铜的吸收率远高于红外波段。在实际生产中,可采用蓝光红外复合焊接方案,利用蓝光进行坡口预处理,高功率红外实现深熔焊接,有效解决高反射材料的焊接难题。
2.精密装夹与定位技术.
液冷板多为薄壁大平面结构,精准的装夹定位是保证焊缝密封性的基础。激光焊接系统通常配备专用工装夹具,采用真空吸附与机械压紧相结合的方式,确保盖板与流道板之间的装配间隙控制在零点一毫米以内。间隙过大时,液态金属在表面张力作用下难以填满接头,极易导致焊缝塌陷或未熔合缺陷。
现代自动化焊接生产线中,视觉定位系统与位移传感器实时监测工件位置。机械臂抓取液冷板后,由高分辨率工业相机拍摄定位特征点,通过图像处理算法计算实际位置与理论位置的偏差,并将偏差信号反馈至控制系统,由伺服驱动单元自动调整焊接轨迹,确保激光光斑始终沿焊缝中心行进,定位误差可控制在微米级别。
3.激光焊接过程与关键技术
在焊接过程中,工艺参数的稳定性直接决定焊缝成形质量。激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量等参数需要根据材料种类与厚度进行系统优化。对于铝合金液冷板,高反射特性导致能量利用率低,易产生气孔和裂纹。采用环形光斑技术或光束模式可调激光器,通过内芯光束实现深熔焊接,外环光束预热材料并稳定熔池,能够有效抑制焊接缺陷,实现近乎零气孔的致密焊缝。
对于具有微细流道的液冷板结构,熔深控制尤为重要。激光束需精确熔化上层板并与下层板形成可靠连接,同时避免击穿薄壁导致流道泄漏。现代激光焊接系统常配备光学相干断层扫描检测模块,在焊接过程中实时测量熔池深度,形成闭环反馈控制。当检测到熔深偏离设定范围时,系统自动调节激光功率或焊接速度,确保焊缝一致性。
焊接过程中,保护气体的供给方式与流量对焊缝质量有重要影响。氩气或氮气通过同轴或侧吹方式送达熔池区域,防止高温金属与空气接触发生氧化。气体流量过小则保护效果不足,流量过大可能扰动熔池金属,造成焊缝成形不良。
4.自动化集成与在线监测
在规模化生产中,液冷板激光焊接通常集成为自动化生产线。从原材料上料到成品下线的全过程由中央控制系统统一调度。自动导引运输车将冲压成型的流道板与盖板运送至焊接工位,机器人抓取工件并放置于定位工装,视觉系统完成位置识别后,激光焊接头沿预设轨迹进行扫描焊接。
焊接过程中,熔池监测系统实时采集熔池图像与光谱信息。同轴视觉观测装置通过高动态范围摄像头观察熔池形态,人工智能算法实时分析焊缝对中情况与飞溅程度。当监测到异常特征时,系统可自动报警或进行参数微调,避免批量废品产生。对于超长焊缝的连续加工,同步冷却系统能够及时带走工件积累的热量,保证焊接过程稳定和设备安全。
5.焊后处理与质量检测
焊接完成后,液冷板组件需要进行严格的焊后处理与质量检验。首先进行焊缝外观检查,激光焊缝应呈现均匀光滑的鱼鳞纹或平整表面,不允许存在裂纹、未熔合、咬边等目视可见缺陷。
气密性检测是液冷板质量检验的核心环节。通常采用氦质谱检漏法或压力衰减法。氦质谱检漏将工件置于真空箱内,向流道内充入氦气,通过检测外部氦气浓度判断是否存在微观泄漏通道。压力衰减法向液冷板内充入一定压力的压缩空气或氮气,保压一段时间后监测压力变化,以此判定密封性能。对于高可靠性要求的液冷板,还需进行压力脉冲试验,模拟实际工况下的交变载荷,验证焊缝的疲劳强度。
焊接变形控制是另一项关键指标。液冷板焊接后需保证平面度满足装配要求,通常在每平方米范围内控制在零点五至零点七毫米以内。变形量超标时,可采用矫平机进行校平处理,但需注意避免矫平过程对焊缝造成损伤。
以上就是激光焊接技术在焊接液压杆的工艺流程,随着新能源汽车续航里程提升与算力中心功耗密度增加,液冷板向更薄、更轻、更高热流密度方向发展,对激光焊接工艺提出了更高要求。蓝光激光器与绿光激光器在铜材加工中的应用、光束整形技术的进步、人工智能在过程控制中的深度融入,都将进一步提升焊接质量与效率。激光焊接技术正以其速度、精度与可靠性的综合优势,在液冷板制造领域展现出广阔的应用前景。