Machine de soudage laser à portique pour plaques froides à liquide pour serveurs IA : étanchéité cuivre et aluminium

Le goulot d'étranglement thermique derrière les serveurs IA

Alors que les racks de GPU passent de 400 W à 700 W et plus par accélérateur, le refroidissement par air a atteint sa limite physique. Les plaques froides liquides sont désormais l'interface thermique standard pour les serveurs IA, les racks de centres de données et les systèmes de stockage d'énergie à haute densité. La plaque froide elle-même, cependant, n'est aussi bonne que son joint : une fuite de quelques microlitres par minute suffit à détruire un plateau de serveur, et un seul trou d'épingle dans une couture de cuivre de 2 000 mm peut faire échouer un test de fuite à l'hélium complet.

Ce projet documente comment une ligne de production de soudage laser à portique a remplacé le soudage TIG pour les coutures de plaques froides en cuivre et en aluminium extra-longues, combinant un soudage sans déformation avec une étanchéité à l'hélium.

Défi client

Le client fabrique des modules thermiques pour les racks de serveurs IA et les systèmes de refroidissement liquide de stockage d'énergie de grande capacité. Leur processus TIG existant a rencontré quatre problèmes :

• Coutures continues extra-longues — les plaques froides pour les serveurs IA vont de 1 200 mm à 2 400 mm, avec des parois de microcanaux aussi fines que 0,5 mm.
• Distorsion thermique — l'apport de chaleur TIG a déformé les plaques fines de 3 à 5 mm, fermant les microcanaux et nécessitant une étape d'usinage post-soudage.
• Échecs de test d'étanchéité — la porosité intermittente le long de la couture a entraîné des rejets de test de fuite à l'hélium, en particulier sur les joints cuivre-aluminium.
• Plafond de débit — le scellage TIG fonctionnait à environ 0,4 m/min, faisant de la station de soudage le goulot d'étranglement de toute la ligne.

Solution : Ligne de production de soudage laser à portique

Hailei Laser a configuré un système de soudage laser à galvanomètre de type portique autour de l'enveloppe de la plaque froide au lieu de forcer la plaque à travers une machine fixe. Le portique à longue course transporte une tête de soudage oscillante de haute précision au-dessus du montage, avec une station secondaire optionnelle pour souder une plaque pendant que la suivante est chargée.

Le système utilise un laser à fibre de 1064 nm avec un cœur de fibre de 0,6 mm et jusqu'à quatre canaux de sortie, refroidi par eau et alimenté par 380 V ±10% / 50 Hz. La surveillance visuelle CCD fournit un positionnement de 0,1 mm et un contrôle qualité en boucle fermée, et la recette pour chaque modèle de plaque froide est stockée et rappelée par numéro de modèle.

Configuration de processus vérifiée

Résultats de production

Le tableau compare le processus TIG d'origine avec la ligne laser à portique sur la même famille de plaques froides. Les chiffres du laser représentent la capacité validée de la configuration livrée ; les données d'acceptation du client doivent être jointes au rapport final.

Galerie de projets

Toutes les photographies ci-dessous montrent la même machine à portique HL-ZJ-3000W.

Pourquoi une architecture à portique gagne sur les plaques froides

• Le mouvement est séparé de la pièce. La plaque reste serrée et plate ; seule la tête légère bouge, donc les longues coutures n'accumulent pas d'erreur de positionnement.
• L'apport de chaleur est d'un ordre de grandeur inférieur à celui du TIG. Des soudures étroites avec une petite zone affectée par la chaleur maintiennent la géométrie des microcanaux intacte.
• Le soudage oscillant stabilise le cuivre. L'oscillation du faisceau élargit le trou de serrure et supprime la porosité que le cuivre pur produit normalement à 1064 nm.
• La double station en option double le temps de fonctionnement. Le chargement se fait en dehors du cycle de soudage.

« La plaque froide est un récipient sous pression avec des microcanaux. Si la couture bouge, le canal se ferme ; si la couture fuit, le serveur meurt. Le soudage laser nous permet de contrôler les deux à la fois. »

Portée de l'approvisionnement et prochaine étape

La ligne est livrée sous forme de cellule de production complète : cadre de portique, laser à fibre de 3000 W, tête de soudage oscillante, vision CCD, montage à double station, refroidisseur et API avec recettes modèles. La quantité minimale de commande est d'une unité, la livraison est de 5 à 8 jours ouvrables pour les configurations standard, et l'équipement est emballé dans des caisses en bois solides avec certification CE et CCC.

Pour les plaques froides de serveurs IA, les plateaux de batteries VE et les modules de refroidissement liquide de stockage d'énergie, envoyez-nous votre dessin de plaque, votre empilement de matériaux et vos spécifications de test d'étanchéité. Nos ingénieurs vous retourneront une recette de soudage et une disposition de montage dimensionnée pour votre couture la plus longue.