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Plaque froide soudée par FSW

Gestion thermique optimisée par soudage par friction malaxage – performance équivalente au brasage sous vide, coût inférieur aux tubes en cuivre.

water cooling plates

Pourquoi choisir le soudage par friction malaxage pour l’assemblage de votre plaque froide ?

Les plaques froides utilisées dans le refroidissement électronique intègrent un boîtier avec canal de liquide de refroidissement et un capot, nécessitant étanchéité, efficacité thermique et durabilité à coût abordable. Le soudage par friction malaxage (FSW) satisfait efficacement à ces critères.

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100% étanche

Le processus de soudage FSW, opérant à l’état solide, élimine la formation de porosités, assurant ainsi une étanchéité impeccable tant pour l’aluminium que pour le cuivre.

liquid cold plate welding

Boost thermique x2

Permet l’utilisation de matériaux à haute conductivité thermique comme l’AA1050 et le cuivre, doublant ainsi l’efficacité thermique.

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Coût divisé par 10

Jusqu’à 10 fois moins cher que les méthodes traditionnelles comme les tubes en cuivre, le brasage ou les techniques de soudage conventionnelles.

FSW chill plate

Haute résistance

Atteint des résistances mécaniques allant jusqu’à 4300 psi (300 Bar) sans nécessité de traitement thermique post-soudage.

Spécifications techniques des plaques froides soudées par FSW

water jacket welding

Pour garantir des résultats de soudage FSW optimaux pour votre plaque froide, plusieurs facteurs critiques doivent être évalués. Chacun d’entre eux contribue à la qualité globale, à la durabilité et aux performances du produit assemblé :

  • Dimensions du capot : l’épaisseur du capot est un aspect essentiel, avec une plage allant d’un minimum de 1 mm à un maximum de 12 mm. Votre choix à cet égard influencera directement les paramètres de soudage, y compris la vitesse de déplacement et la vitesse de rotation, ainsi que le type d’outil sélectionné pour l’opération.
  • Définition du chemin de l’outil :la trajectoire que l’outil FSW suivra pendant le processus de soudage doit être précisément définie. Une cartographie précise du chemin de l’outil assure une uniformité dans le soudage, conduisant à des propriétés mécaniques cohérentes et à des joints de soudure robustes sur l’ensemble de la plaque froide.
  • Gestion de la « zone morte » : il s’agit de la zone où l’outil FSW sort de la soudure. Gérer efficacement cette « Zone Morte » est crucial pour obtenir une soudure de haute qualité. Une mauvaise gestion peut entraîner des irrégularités de surface et des variations de la résistance de la soudure, affectant à la fois l’attrait visuel et l’intégrité structurelle du produit final.

Les dimensions du capot revêtent une importance significative dans de multiples facettes de la fonctionnalité de la plaque froide, affectant non seulement le processus de soudage, mais aussi la résistance mécanique de l’unité finalement assemblée. Sélectionner soigneusement l’épaisseur et la largeur du capot devient une entreprise stratégique, car ces dimensions jouent un rôle crucial dans la capacité de la plaque froide à résister à la pression. Il existe généralement deux stratégies principales pour renforcer cette résistance : soit en augmentant l’épaisseur du capot pour une plus grande rigidité, soit en réduisant sa largeur pour minimiser la surface vulnérable au stress.

Notre équipe d’experts FSW possède une vaste expérience dans l’optimisation de ces variables et est entièrement équipée pour vous guider dans la conception idéale pour le soudage FSW de votre plaque froide. Pour garantir le succès de votre projet, nous proposons des services d’assistance à la conception spécialisés qui englobent la sélection des matériaux, l’optimisation des performances thermiques et l’assurance qualité.

motor controller assembly
custom liquid plate

La définition du chemin de l’outil et de la « Zone Morte » sont des aspects cruciaux dans le soudage par friction-malaxage, en particulier pour garantir la qualité et la précision du produit final. Le chemin de l’outil décrit la trajectoire exacte que prendra l’outil FSW, affectant considérablement l’uniformité et la résistance de la soudure. Pendant ce temps, la « Zone Morte » fait référence à la zone où l’outil FSW sort et la gestion de cette zone est cruciale pour obtenir une soudure propre et de haute qualité.

Des réglages incorrects dans l’un ou l’autre de ces aspects peuvent entraîner divers problèmes tels que des imperfections, des soudures plus faibles ou même des défaillances mécaniques. Notre équipe de spécialistes FSW est bien équipée pour fournir une consultation d’expert sur ces nuances techniques, vous aidant à éviter les pièges courants et à optimiser votre processus de soudage pour des résultats supérieurs.

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Test de pression

De l’air sous pression est introduit dans le canal de la plaque froide pour mesurer la résistance à l’éclatement du capot. Ce test aide à garantir que la plaque peut résister aux forces extérieures sans défaillance.

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Test d’étanchéité

Il s’agit d’un test essentiel effectué pour confirmer la qualité de la plaque froide soudée. Un test d’étanchéité réussi garantit qu’il n’y a pas de fuites et que le joint soudé a une étanchéité solide et hermétique.

thermal management technology

Gestion thermique

La caractérisation expérimentale de la résistance thermique et de la chute de pression dans la plaque froide est entreprise. Ce processus évalue l’efficacité de la plaque froide à dissiper la chaleur, ce qui est crucial pour les applications dans des environnements exigeants.

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Test visuel

Le test visuel vise à identifier la présence de flash excessifs. Il vérifie également si la force appliquée par l’épaulement sur la surface de la pièce était adéquate. Une force inadéquate ou un flash excessif pourrait indiquer des faiblesses potentielles dans le soudage.

Un projet en tête ?

Découvrez tout le potentiel de votre projet de plaque froide avec notre Guide de Conception FSW. Notre manuel couvre tout, de l’introduction au Friction Stir Welding et ses avantages dans l’assemblage de plaques froides liquides, à une explication détaillée du processus FSW lui-même. Remplissez le formulaire pour demander votre Guide de Conception personnalisé et laissez nos experts vous aider à chaque étape du processus.

Le soudage par Friction Malaxage appliqué aux plaques froides en temps réel

Comparaison entre FSW et les techniques traditionnelles d’assemblage de plaques froides

Soudage par friction-malaxage vs. Tubage en cuivre

Lorsqu’on compare les méthodes d’assemblage pour les plaques froides, les avantages du soudage par friction malaxage par rapport à la technique des tubes en cuivre sont manifestes. La méthode des tubes en cuivre, tout d’abord, limite les capacités de refroidissement en rendant difficile l’atteinte d’une haute densité de canaux. De plus, sa fiabilité en matière de conductivité thermique est affaiblie par des étapes de fabrication complexes, incluant le cintrage, l’application de pâte thermique, et l’hydroformage. En outre, l’utilisation de tubes en cuivre sur une plaque froide en aluminium comporte un risque de corrosion bimétallique sous certaines conditions.

copper tube manufacturing

En contraste, le soudage par friction malaxage offre des avantages notables. Avec cette méthode, il n’est pas nécessaire de souder le tube aux connecteurs d’extrémité (collecteur) ; les connecteurs sont directement usinés dans le boîtier. Ce processus supprime aussi le besoin d’un revêtement époxy et des étapes de pressage et séchage associées. Globalement, le soudage par friction malaxage représente une méthode plus fiable et simplifiée pour l’assemblage des plaques froides.


Soudage par Friction Malaxage vs. Forage au canon

Le forage au canon, utilisé dans la conception des plaques froides, est limité par ses propres contraintes. Il restreint la surface de refroidissement, obligeant les chemins de liquide à suivre des lignes droites. Cette limitation devient critique pour les plaques froides de plus de 500 mm de long, où la précision et la cohérence du forage sont mises à l’épreuve. De plus, cette technique rend les connecteurs particulièrement vulnérables aux fuites.

À l’opposé, le soudage par friction malaxage permet la création de chemins de refroidissement plus complexes, gère aisément les plaques de grande longueur et assure des connecteurs sûrs et étanches. Cette méthode se révèle ainsi comme une solution de refroidissement plus fiable et efficace.

gun drilling manufacturing

Soudage par Friction Malaxage vs. Brasage sous vide

Lorsqu’il s’agit d’assemblage de plaques froides, le coût et la sécurité sont deux facteurs cruciaux qui dictent souvent le choix de la technologie. Le soudage par friction-malaxage et le brasage sous vide représentent deux paradigmes différents à la fois en termes de coût et de sécurité.

Impact des coûts sur les technologies de plaques froides

Soudage par Friction-Malaxage

En utilisant une tête de soudage FSW pour les centres d’usinage, vous pouvez réduire vos coûts jusqu’à 10 fois :

  • Deux en-Un : Unité hybride de soudage et d’usinage.
  • Fabrication rapide pour les plaques grandes et petites : environ 10 minutes pour souder de grandes plaques et environ 1 minute pour des plaques plus petites, avec la capacité de souder jusqu’à 40 plaques sur la même table.
  • Faible consommation d’énergie, similaire au processus d’usinage standard.
Brasage sous vide

Les coûts totaux des opérations de brasage sous vide sont élevés :

  • Investissement initial élevé : un four peut coûter plus de 1 million d’euros..
  • Coûts de maintenance annuels élevés.
  • Nettoyage pré-assemblage de chaque pièce requis.
  • Cycle de brasage long : environ 8 heures.
  • Contraintes de production par lots : le nombre et la taille des pièces dépendent des dimensions du four.

Considérations de sécurité dans l’assemblage de plaques froides

Soudage par Friction-Malaxage

Le FSW est une méthode sûre, conforme aux normes de sécurité spécifiques à l’usinage. Il garantit également la santé de l’opérateur car il ne produit ni gaz ni fumée.

Brasage sous vide

Le brasage sous vide présente un risque de fuite en raison de l’absence de détection initiale des défauts de liaison et des défaillances liées à la pression.

Intéressé par un examen détaillé des avantages du FSW par rapport aux techniques traditionnelles ? Consultez notre article de blog complet Plaque froide : assemblage par FSW pour plus de performances et plus d’économies.

Gestion thermique et plaques froides: enjeux majeurs pour des secteurs critiques

Une gestion thermique efficace est cruciale dans plusieurs secteurs, car elle répond à des enjeux comme la réduction des coûts et l’allégement des équipements. Minimiser la perte de pression est également primordial. La qualité, surtout face aux contraintes thermomécaniques, est indispensable. Notamment, la planéité de la surface des plaques froides doit être parfaite pour garantir un contact thermique optimal avec les composants électroniques.

Les plaques froides jouent un rôle central dans de nombreux secteurs où la régulation thermique est de la plus haute importance :

thermal management railways

Ferroviaire

Optimisation des systèmes embarqués

thermal management energy

Énergie

Solutions Thermiques Durables

thermal management aerospace

Aérospatiale

Refroidissement Haute Performance

thermal management data centers

Centres de données

Solutions de refroidissement efficaces

Thermal management defense

Défense

Fiable dans des conditions extrêmes

Ils nous font confiance

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« Chez Calip, nous utilisons la technologie de soudage par friction-malaxage pour trois raisons principales. Premièrement, pour des raisons d’étanchéité. Nos clients viennent souvent à nous avec des défis d’étanchéité pour leurs composants et nous constatons que le FSW offre la seule solution fiable. Deuxièmement, nous apprécions la résistance mécanique que le FSW offre. Comme nous travaillons avec des profils très grands qui nécessitent parfois un réassemblage, la résistance mécanique de la soudure est cruciale. Le troisième avantage est la répétabilité, qui garantit une qualité constante sur plusieurs soudures. »

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Gabriel Venet

Doctor en génie mécanique

« Deux raisons essentielles nous ont conduit à choisir le soudage par friction malaxage. Tout d’abord, il nous permet de sécuriser les opérations d’assemblage entre le boîtier et le capot qui constituent le dissipateur thermique. Ensuite, nous souhaitions utiliser une technologie plus simple et fiabiliser l’opération. La technologie FSW permet non seulement de simplifier le processus industriel mais est également plus sûre et peut conduire à des réductions de coûts significatives. »

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X.A.

Développement des fournisseurs

Approfondissez vos connaissances : nos ressources sur le soudage FSW de plaques froides

Pour en apprendre davantage sur le soudage de plaques froides par FSW, découvrez nos ressources variées incluant webinaires, articles et livres blancs. Accédez à un éventail d’informations perspicaces que nous avons soigneusement préparées en cliquant ci-dessous.

Webinaire – 45 min

Gestion thermique : pourquoi choisir le FSW pour l’assemblage de votre plaque froide ?

Explorez comment maximiser l’efficacité de vos assemblages de plaques froides tout en réduisant les coûts. Notre webinaire exclusif et gratuit vous dévoilera les avantages moins évidents du soudage par friction malaxage pour les plaques froides liquides.

Articles de blog – 5 min

Plaque froide usinée soudée par FSW : la réponse aux challenges de la gestion thermique

Plaque froide : assemblage par FSW pour plus de performances et plus d’économies

Livre blanc – 20 min

Surmonter les défis de fabrication de plaques froides

Explorez les possibilités offertes par le soudage par friction malaxage dans la production de plaques froides liquides à travers notre livre blanc concis. Apprenez comment aborder les défis majeurs et convertir les problématiques de fabrication en opportunités.

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Livre blanc – 20 min

Gestion thermique : plaque froide liquide

Approfondissez votre compréhension de la gestion thermique dans les secteurs clés avec notre livre blanc détaillé. Apprenez comment le soudage par friction malaxage (FSW) optimise l’intégration des plaques froides, harmonisant le poids et la performance des équipements.

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