ألواح التبريد السائلة FSW
لحام التحريك الاحتكاكي هو عملية لإنتاج صفائح مبردة بالسائل والتي تكسر قيود اللحام بالاندماج التقليدي، باستخدام القوة الميكانيكية للسيطرة على عملية البلاستيك الحراري وإعادة تشكيل شكل رابطة ذرات المعدن في الحالة الصلبة.
لوحة تبريد سائلة
الحصول على الاقتباس
ما هي اللوحة الباردة السائلة FSW؟
لحام التحريك الاحتكاكي هو طريقة لحام فيزيائية في الحالة الصلبة. يتكون عادةً من جزأين: الصفيحة السفلية والصفيحة الغطاءية. تحت تأثير القوة الميكانيكية وحرارة الاحتكاك، يتحرك رأس التحريك بالنسبة لمادة اللحام، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الاحتكاك والمنطقة المحيطة به إلى نطاق درجة حرارة قريب من درجة انصهار مادة اللحام، ولكن أقل منها. تنخفض مقاومة المادة للتشوه، وتزداد اللدونة، وينكسر غشاء أكسيد السطح البيني. تحت ضغط التشكيل، يتم لحام الصفيحة السفلية والصفيحة الغطاءية معًا من خلال انتشار وإعادة تبلور جزيئات السطح البيني. لا تخضع العملية بأكملها لتغيرات كيميائية، مما يجعلها طريقة إنتاج صفائح مبردة بالسائل عالية الموثوقية.
كيفية صنع لوحة باردة سائلة FSW؟
عند تصنيع صفيحة تبريد سائل ملحومة بالتحريك الاحتكاكي، يُعد اختيار المواد أمرًا بالغ الأهمية. تشمل المواد المستخدمة عادةً الألومنيوم والنحاس. في حالة مواد الألومنيوم، غالبًا ما تستخدم الصفيحة السفلية سبيكة ألومنيوم 6061، بينما تستخدم الصفيحة المغطاة سبيكة ألومنيوم 1050. أثناء الإنتاج، تُعالَج الصفيحة مسبقًا، مثل القطع والتنظيف، لإزالة الشوائب السطحية وبقع الزيت. بعد ذلك، تُجمَّع الصفيحة السفلية والصفيحة المغطاة وتُثبَّت في مكانها. وأخيرًا، يُستخدم جهاز لحام بالتحريك الاحتكاكي، مما يسمح لرأس التحريك بالدوران بسرعة عالية وتوليد الحرارة من خلال احتكاكه بالمواد. ثم تُدمج المواد في حالة بلاستيكية لإتمام عملية اللحام والحصول على صفيحة التبريد السائل.
عند معالجة صفيحة التبريد السائل، يُعد تصميم قناة التدفق ومعالجتها أمرًا بالغ الأهمية. يتراوح عرض قناة التدفق عادةً بين 9 و20 ملم، ويبلغ عمقها حوالي 10 ملم. يبلغ سمك صفيحة الغطاء عادةً 4 ملم، بينما يجب أن تحتوي الصفيحة السفلية على أخدود مقعر. يضمن هذا التصميم الهيكلي أنه بعد وضع صفيحة الغطاء عليها، يمكنها تهيئة ظروف مناسبة للحام التحريك الاحتكاكي. لضمان سير المعالجة بسلاسة، يجب تجنب الزوايا القائمة في قناة التدفق، ويجب اعتماد زاوية R انتقالية لمساعدة لقمة الحفر على المرور بسلاسة. بعد اكتمال معالجة قناة التدفق، يجب إعادة تشكيل المادة، ثم إجراء تشغيل آلي باستخدام الحاسب الآلي لضمان ألا يقل سمك صفيحة الغطاء عن 3 ملم. عند اللحام، لضمان جودة اللحام، يجب أن يكون عمق اللحام عادةً أكبر من 4 ملم.
كيفية تصميم قنوات التدفق للوحة الباردة السائلة FSW؟
قنوات التكثيف المحلية:
عند تصميم صفيحة تبريد سائل ملحومة بالتحريك الاحتكاكي، لمصادر الحرارة عالية الكثافة، مثل العاكسات وثنائيات القطب المشععة (IGBTs) التي تتجاوز قدرتها 2000 واط، يلزم إجراء معالجة موضعية لقنوات تدفق صفيحة التبريد السائل. ويرجع ذلك إلى أن قنوات التدفق ذات مساحة الوحدة التقليدية لا تلبي متطلبات التبريد لمصادر الحرارة عالية الكثافة. لذلك، عادةً ما نُجري معالجة تشفيرية لقنوات التدفق في أسفل مصدر الحرارة. أي أن قنوات التدفق في الأسفل تكون على اتصال كامل بسائل التبريد، مما يسمح بتشتيت الحرارة إلى سائل التبريد ثم سحبها بعيدًا، مما يضمن الحفاظ على درجة حرارة مناسبة لمصادر الحرارة عالية الكثافة أثناء التشغيل، ويضمن التشغيل المستقر للمعدات. عادةً ما نستخدم عملية الزعانف المقطوعة لإنتاج قنوات التكثيف الموضعية الدقيقة هذه.
اتصال متسلسل:
عند تصميم صفيحة تبريد سائل، يُراعى تصميم قنوات التدفق. بالنسبة لمصادر الحرارة التي تقل قدرتها عن 2 كيلوواط، يُعد تصميم التوصيل التسلسلي مناسبًا. في هذا التصميم، يدخل سائل التبريد الصفيحة، ويتدفق عبر قنوات مرتبة بالتساوي، ثم يخرج. إذا كانت هناك مصادر حرارة متعددة (مثل 3 أو 4) على الصفيحة، يمر سائل التبريد عبرها واحدًا تلو الآخر. مع امتصاصه للحرارة، يكون مصدر الحرارة الأول أكثر سخونة من الأخير. مع ذلك، يُعد فرق درجة الحرارة البالغ حوالي 4 درجات مئوية مقبولًا. يُعد هذا النهج البسيط للتوصيل التسلسلي خيارًا شائعًا لمصادر الحرارة متوسطة الطاقة، حيث يُوازن بين أداء التبريد وبساطة التصميم.
اتصال متوازي:
عند تصميم ألواح التبريد السائل لمصادر الطاقة الفائقة، مثل العاكسات أو ترانزستورات IGBT التي تزيد قدرتها عن 3000 واط، تُعدّ تصاميم قنوات التدفق المتوازية أساسيةً بدلاً من الترانزستورات المتسلسلة. تُسبب التصاميم المتسلسلة فروقًا كبيرة في درجات الحرارة بين المكونات، مما يُضعف الأداء. تضمن التصاميم المتوازية تبريدًا متساويًا، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في معدلات التدفق تحت كل مصدر حرارة. بما أن فروق الضغط المنخفضة تُؤدي إلى تدفق أسرع، فإن الحفاظ على معدلات تدفق ثابتة عبر جميع القنوات المتوازية أمرٌ بالغ الأهمية لتبديد الحرارة بكفاءة واستقرار تشغيل المعدات.
كيف تقوم شركة Walmate بتصنيع لوحة التبريد FSW للعملاء؟
الخامة
عند اختيار المواد، نحدد ما إذا كنا سنستخدم النحاس 1100 أو الألومنيوم 6063 وفقًا لمستوى الطاقة المطلوب من عملائنا. بهذه الطريقة، لا نلبي احتياجات عملائنا فحسب، بل نساعدهم أيضًا على خفض التكاليف.
المعالجة الحرارية
بعد اختيار المادة، تُجرى عليها معالجة حرارية. ولأن المادة الخام للوحة التبريد السائلة تعاني من إجهاد داخلي، يلزم تلدينها لضمان تخفيف هذا الإجهاد أثناء المعالجة.
التصنيع باستخدام الحاسب الآلي
نستخدم آلاتنا المتطورة ذات التحكم الرقمي (CNC) لتصنيع قنوات التدفق بدقة، مما يضمن تطابقًا دقيقًا بين اللوحة السفلية ولوحة الغطاء. تُرسي عملية التصنيع الدقيقة هذه أساسًا متينًا لعملية اللحام بالتحريك الاحتكاكي اللاحقة.
فحص تسريب
باستخدام طرق فحص الهواء أو فحص الهيليوم، يتم التحقق بدقة من أي عيوب محتملة قد تحدث أثناء عملية اللحام. لضمان جودة المنتج، تخضع جميع ألواح التبريد السائل لفحص تسرب كامل. فقط ألواح التبريد السائل التي تجتاز هذا الفحص ستنتقل إلى المرحلة التالية - التصنيع الدقيق باستخدام الحاسب الآلي.
