在液冷散热技术快速发展的今天，各种制造工艺层出不穷，其中可控气氛钎焊（CAB）以其独特的优势，成为液冷板加工中备受关注的工艺之一。CAB钎焊如何在成本与性能之间取得平衡，又如何在众多工艺中脱颖而出？本文将深入解析CAB钎焊工艺。
艾邦建有服务器液冷散热交流群，聚焦服务器液冷技术前沿，涵盖冷板/浸没/喷淋式方案设计、材料升级（耐腐蚀管路、密封件创新）、CDU运维与能效优化、政策标准解读（PUE、OCP规范）等。欢迎大家加入我们，共绘服务器液冷散热未来！
1
可控气氛钎焊（Controlled Atmosphere Brazing，简称CAB）是一种在受保护气体环境下进行的钎焊工艺。该工艺通过精确控制钎焊环境，防止材料在高温下氧化，从而确保钎焊质量的一致性。
CAB钎焊在液冷板制造中具有显著优势：它适用于注重成本的应用，同时在安装时提供了更高的设计灵活性，因为流动路径可以距离板面更远。这一特点使得设计师在液冷板布局时拥有更大的自由度，能够优化流道设计以提升散热效率。
与其他液冷板加工工艺相比，CAB钎焊在成本控制与性能表现间取得了良好平衡。它不仅适用于传统的铝材，也能够处理多种材料的连接需求，为液冷板的结构设计打开了更多可能性。
CAB钎焊炉，来源：Kintek Solution
可控气氛钎焊的根本目标是通过消除工艺中的氧气来获得卓越的接头质量。这可以防止形成削弱结合的氧化物，但这需要专门的设备以及对温度和气氛条件的精确控制。
2
当金属在普通空气中加热到高温时，它们会与氧气发生反应。这个过程称为氧化，它会在金属表面形成一层，从而阻止填充材料正确结合，导致接头薄弱或失效。
氧化问题
氧化物是一种污染物。在传统钎焊中，通过施加一种称为助焊剂的化学剂来解决这个问题，助焊剂可以清洁表面并在加热过程中保护其免受氧气影响。
然而，助焊剂本身也可能带来问题。它通常具有腐蚀性，并且在钎焊后必须从部件上彻底清除，这给制造过程增加了一个额外且困难的步骤。
CAB解决方案：去除氧气
可控气氛钎焊通过完全去除环境中的氧气来解决这个问题。通过在充满惰性气体或真空的密封腔室中进行该过程，没有氧气会导致氧化。
这种免助焊剂工艺可使部件更清洁，接头更坚固，并简化生产流程，因为省去了钎焊后的助焊剂清理步骤。
半连续式CAB可控气氛钎焊生产线，来源：西科沃克集团
3
“可控气氛”可以通过两种主要方式实现，每种方式都适用于不同的生产需求。它们之间的选择取决于生产量、所连接金属的类型以及最终接头所需的纯度等因素。
连续带式炉
在这种方法中，部件被放置在传送带上，传送带将其送入一个长炉。炉内充满惰性气体，通常是无氧氮气或氮氢混合物，用于清除空气。
该工艺对于大批量生产（例如在汽车和HVAC行业）效率极高，因为部件会连续通过加热和冷却区。
真空炉（批处理工艺）
对于这种方法，部件被装入一个密封腔室。然后将所有空气抽出以创建高真空环境（通常在10⁻⁵至10⁻⁶托范围）。
一旦达到真空，炉子会将部件加热到钎焊温度。该工艺非常适合活性金属（如钛）或航空航天和医疗设备中需要绝对最高纯度和接头完整性的应用。它是一种批处理工艺，意味着一次完成一炉。
批次式CAB可控气氛钎焊生产线，来源：西科沃克集团
4
液冷板的加工工艺多种多样，除了CAB钎焊外，还包括真空钎焊、激光焊接、搅拌摩擦焊等。每种工艺都有其适用场景和特点。
-
真空钎焊在高性能冷板制造中表现优异，设计时可加入中央或微通道、带铲齿或折叠翅片的延伸表面，或者二者的组合，以提高热传递性能。然而，其设备投入和维护成本较高。
-
激光焊接是近年来兴起的先进工艺，具有速度快、热影响区小的优点。例如，SUMMUS信合科技的激光焊接车间采用高达60余台的先进激光焊接设备，对比传统搅拌摩擦焊，激光焊接速度快，一块标准液冷板的焊接总耗时从2小时缩短至20分钟。
-
CAB钎焊则在这些工艺中找到了自己的定位——在保证足够性能的同时，显著降低了生产成本，特别适合对成本敏感的大规模应用场景。
5
1、优异的成本控制能力
CAB钎焊在液冷板制造中最大的优势在于其出色的成本控制能力。相比于真空钎焊和激光焊接等先进工艺，CAB的设备投资和运营成本明显更低，这使得它特别适合大规模生产场景。
在液冷板的生产成本结构中，传统外协生产往往需要3-5家工厂协同完成，而采用CAB工艺可以实现更高程度的集成生产，有效降低因多环节协作导致的成本增加。
2、灵活的设计适应性
CAB钎焊冷板在安装时提供了更高的设计灵活性，因为流动路径距离板更远。这一特性使得设计师可以在不改变基本工艺的前提下，优化液冷板内部的流道布局，从而提升散热效率。
CAB钎焊对不同材质的适应能力也增强了其设计灵活性。无论是铝合金、铜还是其他金属材料，CAB工艺都能提供可靠的连接解决方案。
3、可靠的产品质量
虽然CAB钎焊定位为成本效益型工艺，但其产品质量并不逊色。在严格控制工艺参数的情况下，CAB钎焊能够提供稳定的焊接质量和良好的密封性能。
通过先进的质量检测体系，如视觉定位系统实时跟踪、二次元、2.5次元检测等手段，可以确保焊接后的产品内部无缺陷，控制泄漏率在0.01%以下，满足大多数应用场景对液冷板可靠性的要求。
6
尽管CAB钎焊具有诸多优势，但在实际应用中也面临一些挑战：
-
氧化控制是CAB工艺的核心难点。为解决这一问题，需要精确控制保护气体的成分和流量，确保钎焊过程在无氧或低氧环境下进行。现代CAB设备通常配备先进的气氛控制系统，能够实时监测并调整炉内气氛组成。
-
钎料选择与铺设同样关键。合适的钎料配方能够在不降低材料性能的前提下实现牢固连接。而均匀的钎料铺设则保证了钎焊质量的稳定性，避免未焊合、气孔等缺陷的产生。
-
温度曲线控制对钎焊质量有决定性影响。需要根据材料特性、零件结构和钎料特性优化加热参数，确保热量均匀分布，避免局部过热或加热不足的情况。
7
CAB钎焊工艺凭借其独特的优势，在多个领域获得了广泛应用：
-
新能源汽车领域，CAB钎焊液冷板用于电池热管理和电机控制器冷却，满足了对成本极为敏感的大规模制造需求。
-
数据中心服务器冷却，CAB工艺生产的液冷板为CPU、内存等关键部件提供高效的散热解决方案，平衡了性能与成本的双重要求。
-
工业设备领域，CAB钎焊液冷板为高功率电子设备提供可靠的冷却保障，确保了设备在恶劣环境下的稳定运行。
展望未来，CAB钎焊工艺将继续向更高效率、更低成本、更优性能的方向发展。新材料的应用、工艺参数的优化以及与其他工艺的复合使用，将进一步提升CAB钎焊的竞争力。
随着数字化、智能化技术的引入，CAB钎焊过程将实现更精确的控制，产品质量的稳定性和一致性将得到显著提升。同时，与新兴技术如3D打印等的结合，也将为CAB钎焊开辟新的应用领域。
艾邦建有服务器液冷散热交流群，聚焦服务器液冷技术前沿，涵盖冷板/浸没/喷淋式方案设计、材料升级（耐腐蚀管路、密封件创新）、CDU运维与能效优化、政策标准解读（PUE、OCP规范）等。欢迎大家加入我们，共绘服务器液冷散热未来！
微信扫描下方的二维码阅读本文
- 热交换核心 ：冷板（CPU/GPU专用）、CDU（冷量分配单元）；
- 循环网络 ：Manifold分液器、EPDM/PTFE管路、快接头；
- 动力与控制 ：变频循环泵（如飞龙股份电子泵）、智能温控系统。
