20 世佳博公司已交付的各类水冷散热器

八、我们的能力

北京世佳博科技发展有限公司可以提供:

——优化方案:设计成本效益方案解决客户冷却环节出现的问题;

——高效的仿真结果;

——以非常合理的价格制造优质的产品;

——同时,产品处于:更低的成本;短暂的订货至交货的时间;

——能力能制造出多类系列化、定制式的产品,以满足更高层次的散热需求(北京世佳博科技发展有限公司散热器制造能力如下表1所示)。


图9 世佳博水冷板用于输变电领域                     图10 世佳博水冷板风电领域                   图11 世佳博水冷板用于轨道交通领域                图 12 世佳博水冷板用于雷达领域

一、材料选择

完全了解材料的各项性能以及由于组成成分及材料处理过程的不同而造成的材料性能差异,需要我们全面的掌握材料的系统组织结构——需要我们了解材料原子级的知识。材料的成分决定其性能。除异常关注材料的热传导率性能外,世佳博公司将其主要的研发聚焦于如下方面:如,强度、延展率、防腐蚀性等

在将理论与实验测试转化为全面的产品应用这一过程中,世佳博公司起到了积极的作用。我们的核心技术团队成员均来自于散热技术领域,平均从业经验超过12年,这给我们在散热技术领域带来了丰富而宝贵的经验积累(如下图13、14、15、16所示)

图17 世佳博公司水冷板仿真分析工具及其展示效果

三、搅拌摩擦焊接

搅拌摩擦焊基于金属材料极端的塑性变形。当搅拌针缓慢插入金属母材中时(如下图18所示),因摩擦而生热而由搅拌头施加的压力导致金属机械变形,形成致密的焊缝并实现同质晶粒结构。

与传统金属熔化焊相比,搅拌摩擦焊的优点有:高强度、少泄露、少变形。该焊缝几乎无气孔、泄露,且接头强度远高于熔化焊。这工艺非常适合水冷散热器的焊接成型。

在将搅拌摩擦焊接理论与实验测试转化为全面的水冷板产品应用这一过程中,世佳博公司起到了积极的推动作用

     图13 基于冷板材料及冷媒确立流道表面强化               图14 水冷板搅拌摩擦全位置焊接                         图15 水冷板产品焊后零件精加工                           图16 水冷板产品表面处理

二、仿真分析

在开发散热器(水冷板)和与我们的客户合作的过程中,我们意识到:非常有必要找出一种简便、快捷的程序来模拟水冷板的工作状况。我们开发了一种程序,命名为“仿真分析”。该程序的起始于水冷板的使用工况,并以此工况为基点设计其他的部件(如上图17所示)。

“仿真分析方法的优点很显然的从其命名中得以体现。仿真过程,包括数据输入甚至不超过40分钟。该程序很好使用,其所生成的数据也很好解释。

我们拥有相当长的经验使用电脑仿真器来阐述、优化制造过程,例如:挤压、碾压、弯曲和液压成型等。同样的方法对于在设计过程的初始阶段实施详细的分析非常有效,如模仿空气、液体、热在冷板周边的流动。仿真器需要大量的资源,但是能获得非常可靠的数据结果。该方法既能节省时间有可能降低成本

图17显示通过“计算机模拟仿真方法获得的结果。颜色越红,代表温度越高!精密的计算器使得解释以上结果并找到解决方法变得容易得多。世佳博公司拥有专业团队可实施热力计算

18 搅拌摩擦焊接原理                                                              旋转                                  插入                                   搅拌                                    焊接

 水冷板内部流道性能分析                      水冷板焊缝射线检测                    水冷板产品气密测试              水冷板产品实际使用环境性能测试           水冷板产品极限使用性能测试

七、合作开发

 在冷板技术及产品方法的开发中,世佳博公司起到了积极的作用——伴随于从实验室研究,从高技术含量解决方案的创新到大批量工业化生产的全过程。那里有需求,那里就有我们。散热技术中心的研发工作主要集中于冷却流道的设计和简化,并进一步提高冷板的散热能力,进而降低制造费用。

在与客户合作开发散热系统解决方案时,我们需要了解散热器如下信息:

——使用工况,包括但不限于进、出口冷媒温度、压差与流量;

——散热功率,最高工作温度;

——热阻分布;

——散热器最大重量要求、允许最大空间尺寸等。         

表1 世佳博公司散热器制造能力
序  号

散  热  器  产  品  名  称

合  作  形  式散  热  器  产  品  材  质最  大  焊  接  厚  度产  品  使  用  场  合产  品  最 大  尺  寸
  1 IGBT散热器  焊接加工

   

OEM制造

铝合金

  

铜合金

铝合金150mm

      

铜合金20mm

航空航天8000*5500*700mm
  2 晶闸管散热器轨道交通
  3 ECU散热器雷达领域
  4电力热沉器电力电子
  5其他水冷散热器兵器装备等


           图21 散热主体8mm厚水冷板产品                  图22 搅拌摩擦焊复杂结构水冷板产品               图23 耐压35bar风电领域水冷板产品              图24 超大功率800×540×35mm水冷板产品

散热技术中心

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19  世佳博加工设备及散热器产品加工车间

五、零件表面处理

表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求。在水冷板产品领域,世佳博公司拥有掌握产品热处理的专家团队,可针对不同材料、搅拌摩擦焊接机理、产品使用要求、冷媒介质、产品使用环境等不同要求,实施有效的产品表面处理手段。包括:冷板流道表面强化处理、待焊区域化学处理、产品表面特定区域强化处理、产品表面电化学处理等方法(如下图所示

           图5 材料微晶组织研究                                 图6 水冷板流道设计                                         图7 水冷板热力学仿真                                 图8 水冷板内部流道强化

我们的目标,很简单,那就是:优化冷却方案、构建成本效益解决方案、为客户简化产品制造过程并提升产品性能,成为专业化的散热技术方案提供商。

很显然:对于水冷散热器产品,我们拥有丰富经验、专业知识和雄心的完美结合,保证让您提升产品竞争力并从中获取利润。

我们的客户来自于中国航天科技集团公司、中国航空工业集团公司、中国电子科技集团公司、中国船舶工业集团公司、中国兵器工业集团公司、中国核工业集团公司、中国国电集团公司、中兴通讯集团公司、华为技术有限公司、南瑞继保电气集团公司、西安西电集团公司、荣信电力集团公司、ABB、Siemens等公司(如下图9、10、11、12所示)。


四、机械加工

水冷板产品是控制系统的核心部件,对其内部流道结构、表面粗糙度及零件精度有较高的要求。为满足散热技术领域产品精加工的要求,北京世佳博科技发展有限公司建立了专业化的加工生产线,拥有资源包括多台高精度数控加工设备(哈斯等);拥有数控拉床、车床、铣床、钻床、磨床等各类设备数十台(图19所示)。

5XXX材料流道内部强化处理         普通民用水冷板产品电化学处理      乙二醇冷板冷板内部流道强化处理        某型军品水冷板产品电化学处理        特定场合产品表面电化学处理

六、产品检测及性能改进

在水冷板产品领域,北京世佳博科技发展有限公司从焊接机理及产品使用场合出发,已形成了系统化的产品检测及性能改进流程及步骤。在焊缝性能测试领域,世佳博公司独立开发了焊接强度测试、焊缝延展性测试、焊缝融合性测试等检测手段在产品使用领域,世佳博公司开发了水冷板产品使用属性测试手段,包括:气密测试(水压测试)、产品综合属性测试(流阻、热阻)、表面粗糙度测试、产品使用极限爆破性测试等手段(如下图所示)

同时,世佳博公司重视产品的性能改进过程,在产品特征方面持续创新,进而提升产品使用性能并不断降低产品生产成本。

                   图1水冷板盖板                                         图2 水冷板基板                                                图3 水冷板盖板镶嵌于基板中                                       图4 搅拌摩擦焊接 
依靠单相流体形成对流的传统换热方法或强制风冷方法已远远不能满足现今大功率、高热流密度的散热要求,新型的散热途径要求散热器具有灵活型、可靠型、紧凑型、高散热效率及无需维修等特点。能满足以上散热要求的设计成型方式是冷板结构。即:冷板由基板(上图1所示)与盖板(上图2所示)组成,先将大厚度铝板(或铜板)机铣流道槽形成基板,再将盖板镶嵌于基板之中(如上图3所示),二者贴合紧密。采用先进的搅拌摩擦焊接工艺(上图4所示)全位置焊接盖板四周,从而形成密封腔体。同时,在冷板两端增设进出口。最后,将需散热的热阻通过螺栓紧固于冷板表面。通过外部循环泵注入冷却液,冷却液流经冷板后带走多余热量,冷却液在冷板密封腔体内如此往复循环,继以控制电子元器件的工作温度。
为适应散热领域日益严苛的技术要求,北京世佳博科技发展有限公司整合优势资源并依托自身核心技术—搅拌摩擦焊接技术,于2014年9月成立了散热技术中心散热技术中心拥有深入了解铝合金应用、热力计算及散热器产品制造的各类专家,从控制合金成分到改进制造过程以满足各类客户需求都涵盖在内,包括:材料选择、散热方案设计、强度计算、机械加工、搅拌摩擦焊接、产品表面处理、产品回收等方面(如下图5、图6、图7、图8所示
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