FSW-ANWENDUNG
Kühlplatte, geschweißt durch FSW
Wärmemanagement mit Rührreibschweißen: Effizienz des Vakuumlötens zu geringeren Kosten als Kupferrohrleitungen.
Warum Rührreibschweißen für Ihre Kühlplattenmontage wählen?
Kaltplatten für die Elektronikkühlung bestehen aus einem Gehäuse mit einem Kühlflüssigkeitskanal und einem Deckel. Es ist entscheidend, Wasserdichtheit, thermische Effizienz und Langlebigkeit zu einem kostengünstigen Preis zu gewährleisten. FSW-Schweißen erfüllt diese Anforderungen.
Kein Risiko von Leckagen
Der Festkörper-FSW-Prozess eliminiert Porosität und garantiert eine leckagefreie Abdichtung sowohl bei Aluminium als auch bei Kupfer.
2-fache thermische Leistung
Ermöglicht die Verwendung von hochleitfähigen Materialien wie AA1050 und Kupfer, wodurch die thermische Effizienz verdoppelt wird.
Kosten um das Zehnfache reduziert
Bis zu 10-mal kostengünstiger als herkömmliche Methoden wie Kupferrohrleitungen, Löten oder konventionelles Schweißen.
Hohe Widerstandsfähigkeit
Erreicht mechanische Festigkeiten von bis zu 300 Bar (4300 psi) ohne Nachwärmebehandlung.
Technische Spezifikationen von FSW-geschweißten Kaltplatten
Um optimale FSW-Schweißergebnisse für Ihre Kaltplatte zu garantieren, müssen mehrere kritische Faktoren bewertet werden. Jeder dieser Faktoren trägt zur Gesamtqualität, Haltbarkeit und Leistung des montierten Produkts bei:
Die Abmessungen des Deckels sind in mehreren Aspekten der Funktionalität der Kühlplatte von erheblicher Bedeutung, da sie nicht nur den Schweißprozess, sondern auch die mechanische Festigkeit der endmontierten Einheit beeinflussen. Die sorgfältige Auswahl der Dicke und Breite des Deckels wird zu einem strategischen Unterfangen, da diese Maße eine entscheidende Rolle bei der Fähigkeit der Kühlplatte spielen, Druck zu widerstehen. Es gibt im Allgemeinen zwei Hauptstrategien, um diesen Widerstand zu erhöhen: entweder durch Erhöhung der Dicke des Deckels für mehr Steifigkeit oder durch Verringerung seiner Breite, um die anfällige Oberfläche für Belastungen zu minimieren.
Unser Team von FSW-Experten verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Optimierung dieser Variablen und ist voll ausgestattet, um Sie bei der Erstellung des idealen Designs für das FSW-Schweißen Ihrer Kühlplatte zu unterstützen. Um den Erfolg Ihres Projekts zu gewährleisten, bieten wir spezialisierte Designhilfsdienste an, die die Auswahl von Materialien, die Optimierung der thermischen Leistung und die Qualitätssicherung umfassen.
Die Definition des Werkzeugwegs und der ‘Totzone’ sind kritische Aspekte beim Reibungsrührschweißen, insbesondere wenn es darum geht, Qualität und Präzision im Endprodukt zu gewährleisten. Der Werkzeugweg skizziert die genaue Trajektorie, die das FSW-Werkzeug nehmen wird, und beeinflusst somit erheblich die Gleichmäßigkeit und Stärke der Schweißnaht. Die ‘Totzone’ bezieht sich meanwhile auf den Bereich, wo das FSW-Werkzeug austritt, und das Managen dieser Zone ist entscheidend, um eine saubere, hochwertige Schweißnaht zu erzielen.
Falsche Einstellungen in einem dieser Aspekte können verschiedene Probleme wie Unvollkommenheiten, schwächere Schweißnähte oder sogar mechanische Ausfälle verursachen. Unser Team von FSW-Spezialisten ist bestens ausgestattet, um eine fachkundige Beratung zu diesen technischen Feinheiten zu bieten und Ihnen zu helfen, gängige Fallstricke zu vermeiden und Ihren Schweißprozess für überlegene Ergebnisse zu optimieren.
Für tiefere Einblicke in diese kritischen Aspekte des Reibungsrührschweißens zögern Sie nicht, unsere Spezialisten zu konsultieren.
Drucktest
Druckluft wird in den Kühlplattenkanal eingeleitet, um die Berstdruckfestigkeit des Deckels zu messen. Dieser Test hilft sicherzustellen, dass die Platte äußeren Kräften standhalten kann, ohne zu versagen.
Dichtheitstest
Dies ist ein kritischer Test, der durchgeführt wird, um die Qualität der geschweißten Kühlplatte zu bestätigen. Ein erfolgreicher Dichtheitstest stellt sicher, dass keine Lecks vorhanden sind und dass die geschweißte Verbindung eine starke, hermetische Versiegelung aufweist.
Thermomanagement
Die experimentelle Charakterisierung des thermischen Widerstands und des Druckabfalls in der Kühlplatte wird durchgeführt. Dieser Prozess bewertet die Effizienz der Kühlplatte bei der Wärmeabfuhr, was für Anwendungen in anspruchsvollen Umgebungen entscheidend ist.
Visueller Test
Der visuelle Test zielt darauf ab, das Vorhandensein von übermäßigem Grat zu identifizieren. Er überprüft auch, ob die vom Schulterstück auf die Werkstückoberfläche ausgeübte Kraft angemessen war. Unzureichende Kraft oder übermäßiger Grat könnten auf potenzielle Schwächen in der Schweißnaht hinweisen.
Schweißzeit: 3 min
Schweißzeit: 3 min
Schweißzeit: 2 min
Schweißzeit: 1 min
Schweißzeit: 5 min
Schweißzeit: 1 min
Schweißzeit: 2 min
Schweißzeit: 10 min
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Live FSW-Schau: Verschiedene Kühlplatten, montiert durch Rührreibschweißen
Vergleich von FSW mit traditionellen Kühlplattenmontagetechniken
Rührreibschweißen vs. Kupferrohrleitungen
Bei der Bewertung von Methoden zur Verbindung von Kühlplatten werden die Vorteile der Reibungsrührschweißtechnologie gegenüber der Kupferrohrtechnik deutlich. Zunächst begrenzt die Kupferrohrmethode die Kühlleistung, was es schwierig macht, eine hohe Kanaldichte zu erreichen. Darüber hinaus wird ihre Zuverlässigkeit in der Leitfähigkeit durch mehrere Herstellungsschritte, wie Biegen, Auftragen von Wärmeleitpaste und Hydroformen, beeinträchtigt. Bemerkenswert ist, dass bei der Befestigung eines Kupferrohrs an einer Aluminium-Kühlplatte das Risiko einer bimetallischen Korrosion unter strengen Bedingungen besteht.
Im Gegensatz dazu bietet das Rührreibschweißen mehrere eindeutige Vorteile. Beim FSW besteht keine Notwendigkeit für das Schweißen zwischen dem Rohr und den Endverbindern (Verteiler). Stattdessen werden die Endverbinder direkt in das Gehäuse gefräst. Außerdem entfällt die Notwendigkeit einer Epoxidbeschichtung und der anschließenden Pressoperation zum Trocknen des Epoxids. Insgesamt bietet das Rührreibschweißen eine zuverlässigere und effizientere Lösung für die Verbindung von Kühlplatten.
Rührreibschweißen vs. Tieflochbohrens
Das Tieflochbohren bringt inhärente Designeinschränkungen mit sich, insbesondere die Begrenzung der Kühlfläche, indem die Flüssigkeitswege auf gerade Linien beschränkt werden. Dies wird noch problematischer bei Kühlplatten, die länger als 500 mm sind, da die Technik hier mit Genauigkeit und Konsistenz zu kämpfen hat. Außerdem führt das Tieflochbohren zu einer Schwachstelle an den Verbindern, wodurch sie besonders anfällig für Leckagen werden.
Im Gegensatz dazu bietet das Rührreibschweißen die Flexibilität, komplexere Kühlwege zu schaffen, lange Platten problemlos zu handhaben und sichere, leckdichte Verbinder zu etablieren, was zu einer zuverlässigeren und effektiveren Kühlung führt.
Rührreibschweißen vs. Vakuumlöten
Bei der Montage von Kühlplatten sind Kosten und Sicherheit zwei entscheidende Faktoren, die oft die Wahl der Technologie bestimmen. Rührreibschweißen und Vakuumlöten repräsentieren zwei verschiedene Paradigmen in beiden Aspekten.
Kostenauswirkungen auf Kühlplattentechnologien
Rührreibschweißen
Durch die Verwendung eines FSW-Schweißkopfes für Bearbeitungszentren können Sie Ihre Kosten um das Zehnfache reduzieren:
Vakuumlöten
Die Gesamtkosten für Vakuumlötoperationen sind hoch:
Sicherheitsüberlegungen bei der Montage von Kühlplatten
Rührreibschweißen
FSW ist ein sicheres Verfahren, das sich an sicherheitsrelevante Standards für die Bearbeitung anpasst. Es gewährleistet auch die Gesundheit des Bedieners, da es weder Gas noch Rauch produziert.
Vakuumlöten
Das Vakuumlöten birgt ein Leckrisiko aufgrund des Fehlens einer anfänglichen Erkennung von Bindungsfehlern und druckbedingten Ausfällen.
Interessiert an einem detaillierten Blick auf die Vorteile von FSW gegenüber traditionellen Techniken? Schauen Sie sich unseren umfassenden Blogbeitrag an: Flüssigkeitskühlplatte: FSW-Montage für mehr Leistung und Kosteneinsparungen.
Thermomanagement und Kühlplatten: Zentrale Anliegen für kritische Sektoren
Effektives Thermomanagement ist in verschiedenen Industrien von zentraler Bedeutung und begegnet Herausforderungen wie Kostensenkung und Gewichtsoptimierung für wesentliche Ausrüstungen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Minimierung von Druckverlusten. Auch das Erreichen höchster Qualität ist entscheidend, insbesondere beim Umgang mit thermomechanischen Belastungsfaktoren. Speziell muss die Oberflächenebenheit einer Kühlplatte makellos sein, um einen idealen thermischen Kontakt mit elektronischen Komponenten zu gewährleisten.
Kühlplatten spielen eine zentrale Rolle in zahlreichen Sektoren, in denen thermische Regulierung von größter Bedeutung ist:
Energie
Nachhaltige thermische Lösungen
Rechenzentren
Effiziente Kühlungslösungen
Sie vertrauen uns
“Bei Calip verwenden wir die Reibungsrührschweißtechnologie aus drei Hauptgründen. Erstens, für Dichtungszwecke. Unsere Kunden kommen oft mit Dichtungsherausforderungen für ihre Komponenten zu uns, und wir stellen fest, dass FSW die einzige zuverlässige Lösung bietet. Zweitens schätzen wir die mechanische Festigkeit, die FSW bietet. Da wir mit sehr großen Profilen arbeiten, die manchmal neu montiert werden müssen, ist die mechanische Festigkeit der Schweißnaht entscheidend. Der dritte Vorteil ist die Wiederholbarkeit, die eine gleichbleibende Qualität über mehrere Schweißnähte hinweg sicherstellt.”
Gabriel Venet
Doktor der Maschinenbauingenieurwissenschaft
“Zwei wesentliche Gründe führten uns zur Wahl des Rührreibschweißen. Erstens bietet es eine hervorragende Möglichkeit, die Montageoperationen zwischen der Sohle und dem Deckel, die zusammen den Kühlkörper bilden, zu sichern. Zweitens suchten wir nach einer Technologie, die nicht nur einfacher, sondern auch zuverlässiger ist. FSW vereinfacht nicht nur den industriellen Prozess, es ist auch sicherer und kann zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.”
X.A.
Lieferantenentwicklung
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