超声扫描显微镜对于铝合金钎焊液冷板的应用

在当今的高科技领域，从数据中心服务器到电动汽车的电池包，从高性能计算芯片到大功率激光器，高效的散热是决定性能与寿命的关键。其中，铝合金液冷板因其材料优异的导热性与可加工性，成为液冷散热系统的核心部件。这一优势也使其在航空、航天等尖端领域备受青睐——随着电子对抗设备的快速发展，未来航空武器结构件正朝着轻量化、高功率、高度集成的方向演进，而具备高效散热能力的铝合金液冷组件正是满足这一趋势的关键。

因此，其内部流道的完整性与焊接质量，直接关乎整个系统的可靠性，更是机载装备通液安全性的根本保障。

铝合金液冷板，来源：明泰铝业

铝合金真空钎焊属于一种高精密的焊接工艺，液冷组件在真空钎焊过程中形成了密闭的同业流道，其在使用过程中的耐压可靠性高度依赖于组件焊接面的焊接强度，而焊接强度则取决于真空钎焊面的焊接强度，而这则取决于真空钎焊过程中焊接面焊接接头的致密性。钎焊的质量决定了流道的密封性和导热效率。常见的内部缺陷包括：

● 未焊合/虚焊：钎料未能完全填充母材间隙，形成局部连接或未连接，导致泄漏风险。

● 气孔：焊接过程中卷入气体，形成空洞，影响结构强度和密封性。

● 熔合不良：钎料与母材未能良好冶金结合，导致热阻增大。

● 流道堵塞： 过量钎料流入流道，造成堵塞，严重影响冷却液流动。

任何焊接的溶蚀、空洞、裂纹及破膜不完全等缺陷均会导致焊接接头不致密，即使焊接后的钎着率符合行业标准，但焊接面内的缺陷过于集中或贯穿性线性焊接缺陷都会引发液冷组件产生漏液或鼓包现象，焊接缺陷会随着产品交付一起传递，无法预估会在后续那个过程中显现。若无法找到焊接缺陷产生本质原因，则焊接过程的工艺改进便起不到实效，这将直接影响航空产品的使用安全。

铝合金真空钎焊结构件，来源：CYANBAT 青蝠科技

这些缺陷就像隐藏在身体里的“血栓”，平时难以察觉，一旦在高压、振动等工况下发作，就会导致液冷板失效，造成不可估量的损失。传统的X射线检测对铝合金这种轻金属的平面型缺陷（如未焊合）分辨率不足，且难以清晰展现缺陷的立体形貌。

超声波扫描显微镜，来源：上海和伍精密仪器股份有限公司

超声波扫描显微镜，也被称为超声C扫描系统，其工作原理与我们熟悉的B超医学成像类似，但它能提供更高分辨率和更精确的缺陷定量分析。

原理可以简单概括为三个步骤：

● 发射与接收：一个高频率的超声换能器（探头）被精确控制，在样品表面进行二维扫描。它会向液冷板内部发射一束短暂的、高频超声波脉冲。

● 反射与反馈：超声波在材料内部传播，当遇到不同声阻抗的界面（如铝材与钎料、钎料与缺陷、铝材与空气）时，会发生反射。这些反射回的声波（回波）被同一个探头接收。

● 成像与解析：系统记录下每个扫描点回波的强度和时间（飞行时间）。通过复杂的软件算法，将不同深度界面的回波信息提取出来，并以灰度或伪彩色的图像形式呈现，最终得到液冷板内部焊缝的二维截面图和三维立体图。

关键优势：

● 对平面缺陷敏感：对于未焊合这类与超声波束方向平行的缺陷，超声波几乎会完全反射，在图像上呈现为清晰的亮白色区域，极易识别。

● 无损检测：整个过程不会对样品造成任何破坏。

● 可视化与量化：不仅能“看到”缺陷，还能精确测量其面积、位置、并估算深度。

高频超声探头对冷板界面进行的超声C扫描图像，来源：上海和伍精密仪器股份有限公司

在实际工业应用中，常采用水浸式超声扫描显微镜——将探头与工件浸没于纯净水中，利用水作为耦合介质，通过精密运动控制系统实现自动化二维扫描，有效识别钎焊层中的未焊透、裂纹、气孔等缺陷。

带有焊接缺陷的冷板用超声扫描显微镜检测图像，来源：上海和伍精密仪器股份有限公司

水浸超声扫描显微镜具备微米级分辨能力，并搭载强大分析软件：用户设定判据后，软件可自动定位缺陷，统计其大小、位置、面积百分比等参数，生成分布直方图，完成批量产品的快速、量化评估。

因此，超声C扫描技术能够很好地满足铝合金液冷板生产线上对焊接质量的高效、高可靠性检测需求。

资料来源：上海和伍精密仪器股份有限公司、郑州博纳热窑炉有限公司、明泰铝业等公司官网

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李**	中国联通国际有限公司	产品与解决方案中心售前工程师
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/	富士康	工程师
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/	富士康	工程师
李**	深圳市同泰怡信息技术有限公司	华南区负责人
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何**	新华三集团	解决方案架构师
彭**	新华三技术有限公司	深圳商业技术部负责人
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张**	杭州云酷智能科技有限公司	高级工程师
王**	兰洋（宁波）科技有限公司	联合创始人/COO
吴**	三河同飞制冷股份有限公司	智算中心事业部/南区销售总监
何**	武汉长江计算科技有限公司	整机系统工程师
隋**	浙江银轮机械股份有限公司	AI芯片液冷产品线线长
苏**	东莞市硅翔绝缘材料有限公司	研究院实验室主任
/	东莞市硅翔绝缘材料有限公司	工程师
/	东莞市硅翔绝缘材料有限公司	工程师
陈**	上海亚大汽车塑料制品有限公司	热管理工程师
张**	台達電子工業股份有限公司	经理
许**	台達電子工業股份有限公司	液冷系统事业部  专案经理
陈**	苏州市东拓应用材料有限公司	总经理
王**	东莞市铭能五金有限公司	总经理
李**	东莞市铭能五金有限公司	业务
李**	比特智算人工智能科技（深圳）有限公司	市场
满**	3M(中国)有限公司	高级客户经理
蔡**	东阳光	市场主管
谭**	广东翊泽精密五金有限公司	业务经理
侯**	合肥恒力装备有限公司	市场部经理
/	合肥恒力装备有限公司	业务
/	合肥恒力装备有限公司	业务
/	合肥恒力装备有限公司	技术
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耿**	合肥华清高科表面技术股份有限公司	副总经理/技术总监
彭**	吉派液冷	销售总监
陈**	江阴天奋科技有限公司	总经理
陈**	江阴天奋科技有限公司	董事长
吴**	久久精工	市场总监
傅**	康瑞新材料科技(南通)有限公司	总经理
王**	康瑞新材料科技(南通)有限公司	研发VP
李**	康瑞新材料科技(南通)有限公司	业务副总监
宋**	昆山艾科迅真空装备有限公司	副总经理
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刘**	昆山艾科迅真空装备有限公司	销售工程师
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郑**	深圳市华阳新材料科技有限公司	总经理助理兼市场部经理
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梁**	苏州广林达电子科技有限公司	销售总监
王**	苏州广林达电子科技有限公司	经理
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林**	友威科技（深圳）有限公司	经理
杜**	珠海市晨辉科技有限公司	经理
c**	苏州UL美华认证有限公司	marketing manager
林**	苏州UL美华认证有限公司	客户经理
邵**	华中科技大学	教授/博导
安**	殷实投资	市场
曹**	奇宏电子（深圳）有限公司	总监
韩**	广东龙丰精密铜管有限公司	技术经理
张**	广东龙丰精密铜管有限公司	工程师
/	飞龙汽车部件股份有限公司	研究院副总
刘**	飞龙汽车部件股份有限公司	MKT
杨**	广东达韦尔流体控制有限公司	总经理
黄**	劳士领汽车配件（昆山）有限公司	主管
顾**	三丰精密量仪（上海）有限公司	营业部次长
肖**	河南湘投金天钛金属股份有限公司	市场部长
何**	河南湘投金天钛金属股份有限公司	市场开发
温**	九龍機械有限公司	销售经理
常**	祥博传热科技股份有限公司	热管理工程师
张**	施耐德电气（中国）有限公司	数据中心行业负责人

（持续更新中...）

资料来源：https://mp.weixin.qq.com/s/2nPs611UJZcVhzMzsq8qgQ

液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源，核心结构包括：

• 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。

主流方案中，冷板式兼容现网改造（占存量市场80%），浸没式为超算首选（PUE逼近1.0）。 2025年AI服务器的产值超过4000亿美元，年增45%。随着英伟达从Hopper系列向Blackwell系列转换，整个AI服务器产值提升。预计今年AI服务器的市场占有率会从去年的66%突破到今年的70%以上；另外，液冷散热方案的渗透率也有望从去年的14%提升到今年的30%。 涉及的材料有：铜、铝、复合金属材料、金属焊接材料、不锈钢、氟塑料、橡胶材料、密封材料、特种工程塑料、导热散热材料，热界面材料等 按照部件来分有：冷却塔、管道、CDU 液冷换热单元、CDU 液冷板、接头、歧管、主泵和辅泵、流量控制系统、过滤系统等 系统集成方面有：空调、机柜、传感器、电源、泄漏检测、控制单元等 按照产业链来区分有：互联网企业，云服务器企业，代工企业、各个零部件企业、材料企业等； 欢迎大家加入我们，共绘服务器液冷散热未来！

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