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案例的客户是国内一家头部液冷散热企业,主要给服务器厂商配套液冷分水器和冷板。分水器是铝合金材质,圆柱形结构,上面有十几个快接接头接口,内部是分流流道,焊接完成后要承受1.6MPa的水压,氦检泄漏率要求1×10⁻⁹ Pa·m³/s。
客户之前用的是网带式连续钎焊炉,在空气保护气氛下焊接,生产效率高,但是焊接质量不稳定:每批分水器做完水压测试,泄漏率一直在15%左右,也就是每100件有15件要返工,更头疼的是有大概2%的产品,出厂检测没发现问题,到了服务器厂商装机之后,运行两三个月就出现微漏,客户索赔的压力很大。
客户一开始以为是零件加工精度的问题,花了几十万升级CNC设备,把加工精度提高了,结果泄漏率只降到了12%,没有根本解决。后来他们梳理了整个流程,发现问题出在焊接环节:网带炉的保护气氛是分解氨,氧含量控制不稳定,焊缝里有微气孔,做水压测试的时候漏的是明显的大漏,那些微气孔当时测不出来,用到现场之后随着压力循环慢慢扩展,就出现了慢性泄漏。
2023年下半年,客户采购了志远的一台标准型真空钎焊炉,有效加热区600×600×400mm,专门用来焊接高要求的分水器产品。设备进场之后,我们的工艺工程师上门,和客户的技术团队一起做了三轮工艺调试。
第一轮,先测了炉温均匀性,发现设备的温场均匀性是±2.5℃,满足要求。然后用客户的铝合金工件做了第一炉试验,按照铝合金真空钎焊的标准工艺:580℃左右钎焊温度,保温5分钟,出炉之后做氦检,发现泄漏率还是有8%,漏点大多在接头和本体的焊缝位置。
第二轮,我们检查了工件的配合间隙,发现客户加工的接头和本体的配合间隙在0.15mm左右,超过了铝合金钎焊要求的0.05-0.1mm的范围,间隙太大,钎料填不满。然后和客户一起调整了接头的加工尺寸,把配合间隙控制在0.08mm左右,同时在工艺里增加了排气段,在450℃保温20分钟,让工件表面的油污充分挥发。第二轮做出来的工件,泄漏率降到了4%左右,有了明显改善。
| 阶段 | 整改措施 | 良率 |
|---|---|---|
| 整改前 | 网带炉,气氛保护 | 82% |
| 第一轮 | 真空炉调试工艺 | 92% |
| 第二轮 | 调整配合间隙+排气段 | 96% |
| 第三轮 | 清洗流程+装夹工装 | 99.5% |
第三轮,我们跟着客户的生产班组走了两天全流程,发现两个问题:一是零件清洗之后,放在车间里等装炉,车间空气里有油污和灰尘,工件表面又脏了;二是装夹的时候,钎料箔靠手放,位置有偏差。我们建议客户在车间里隔出一个专门的装配区,清洗完的零件直接在洁净区装夹,不要拿到外面放;然后做了一套定位工装,把接头、本体、钎料箔一次定位好,不用手对位。调整之后,连续做了10炉,每炉50件分水器,氦检通过率稳定在99.5%以上,没有再出现批量泄漏的问题。
整改完成之后,客户的分水器产品顺利通过了国内头部服务器厂商的供应商审核,拿到了每年十几万件的稳定订单。算下来,之前网带炉时代,一年返工和索赔的成本超过300万,现在真空钎焊工艺稳定之后,一年质量损失不到20万,设备不到一年就收回了投资。
这个案例总结下来有几个经验:第一,高可靠要求的液冷部件,不能图便宜用网带炉做,真空钎焊虽然前期设备投资大,但是质量稳定,长期成本更低;第二,焊接质量不是只靠炉子好就行,前面的零件加工精度、清洗洁净度、装夹定位,后面的焊后检测,整个流程都要管控;第三,新设备进场之后,不要只靠客户自己摸工艺,设备厂家的工艺工程师要一起跟着调试,把参数跑通再交付。
东莞志远工业设备做液冷行业真空钎焊炉,不是只卖设备,而是配套提供工艺调试支持,从工件打样、工艺参数开发到批量生产稳定,全流程跟着客户走。很多客户一开始担心买了设备不会用,实际上在志远的工艺团队支持下,一般两到三周就能跑通稳定量产的工艺。有液冷部件焊接需求的企业,可以联系我们做工艺打样和设备方案。
这个项目完成之后,客户又先后采购了两台志远的真空钎焊炉,专门用来做高可靠等级的液冷部件,原来的网带炉现在只用来做低要求的结构件焊接。客户的技术负责人说,之前总觉得真空钎焊炉是很贵的高端设备,小厂用不起,实际用下来发现,只要订单量起来,这个投资是非常划算的,之前一年的返工损失,都够买一台新炉子了。
在这个项目里,我们也总结出了一套液冷部件真空钎焊的质控流程:零件机加工首件要检配合间隙,清洗后要做表面油污检测,装夹后要检钎料位置,每炉要存工艺曲线,焊后要100%氦检,不合格的产品要单独存放分析原因。把这套流程落地之后,产品质量就不会靠运气,而是靠系统保证。很多客户只买了炉子,没有把这套流程建起来,所以合格率一直上不去,我们在交付设备的时候,也会把这套流程一起教给客户。
现在AI算力行业发展很快,液冷部件的订单还在持续增长,对焊接质量的要求也会越来越高。东莞志远工业设备会继续配合液冷行业的需求,优化真空钎焊炉的性能,同时把我们在项目里积累的工艺经验整理出来,分享给更多客户,帮助整个行业提升焊接质量,降低生产成本。
常见问题FAQQ1:铝合金分水器也可以用真空钎焊吗?
可以,铝合金真空钎焊是成熟工艺,接头密封性和强度都能满足液冷系统要求。
Q2:整改前为什么会出现现场慢性泄漏?
网带炉焊缝里的微气孔,出厂检测时没有连通,压力循环后气孔扩展,就会出现微漏。
Q3:真空钎焊的良率真的能到99%以上吗?
工艺和流程管控到位的量产线,良率稳定在99%以上是行业正常水平。
Q4:客户需要自己有工艺团队吗?
不用,志远的工艺工程师会上门做调试,把工艺跑通,培训客户操作人员后再验收。
Q5:从设备进场到稳定量产要多久?
一般2-3周,包括设备安装、工艺调试、人员培训,就可以稳定批量生产。
Q6:氦检是必须的吗?
液冷部件建议全检,水压测试只能查出大漏,微漏需要氦质谱检漏仪才能检测出来。
Q7:车间洁净度对焊接质量影响大吗?
影响很大,装夹环境里的灰尘油污会带到焊缝里,形成气孔,装夹区最好做洁净隔断。
Q8:一个分水器焊接的加工成本多少?
批量生产的话,包括能耗、人工、损耗,单个分水器的焊接成本在几块钱,比返工成本低很多。
Q9:不锈钢和铝合金可以一起在一台炉子焊吗?
两种材料的钎焊温度不一样,不建议混装,分开做工艺曲线,避免温度不匹配。
Q10:志远的客户里有哪些液冷企业?
国内多家头部液冷散热企业都在用志远的真空钎焊炉,具体客户案例可以联系销售获取。
Q11:设备可以分期付款吗?
支持和客户协商付款方式,一般是预付30%,发货前付60%,验收后付10%尾款。
Q12:后续有工艺问题还可以找志远吗?
可以,终身提供技术支持,客户开发新产品工艺,志远的工艺团队可以配合做方案。
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