Laser do chłodzenia cieczą AI: Rozwiązania spawalnicze laserem UW Laser do systemów termicznych HPC

Wprowadzenie

Szkolenie i wnioskowanie dużych modeli AI wymaga obecnie stelaży i klastrów o dużej gęstości, niskim wskaźniku PUE i wysokiej niezawodności, zamiast po prostu dodawać więcej GPU. Pojedyncze stelaże NVIDIA GB200/GB300 NVL72 zużywają 130-140 kW, a nadchodząca architektura Rubin przekracza 200 kW. Tradycyjne chłodzenie powietrzem osiągnęło swój fizyczny limit; chłodzenie cieczą stało się obowiązkowe dla centrów danych AI.

TrendForce podaje, że globalny wskaźnik penetracji chłodzenia cieczą w centrach danych osiągnął około 33% w 2025 roku. IDC przewiduje, że chiński rynek serwerów chłodzonych cieczą przekroczy 16,2 miliarda USD do 2028 roku, potwierdzając silny wzrost rynkowy.

Wzrost ten opiera się na skalowalnym krajowym łańcuchu dostaw chłodzenia cieczą, obejmującym płyty zimne, rurociągi, kolektory i precyzyjne spawanie. Rurociągi chłodzenia cieczą działają jako sieć naczyniowa systemu. Ścianki miechów mają grubość zaledwie 0,1-0,5 mm. Mikropęknięcia spawalnicze lub zimne spoiny mogą powodować wycieki po cyklach termicznych. Zero wycieków jest kluczowe – nawet niewielki wyciek chłodziwa może zniszczyć GPU i spowodować awarię całych stelaży.

Konwencjonalne lutowanie twarde i spawanie TIG powodują duże odkształcenia termiczne, wysoką porowatość i słabą spójność partii na ultracienkich, silnie odbijających miedzianych wielodzielnych szwach obwodowych. Spawanie laserowe oferuje niskie wprowadzenie ciepła, przetwarzanie bezkontaktowe i łatwą integrację z wizyjną i liniową kontrolą. Osiąga głębokie wtopienie i szczelne zamknięcie (hel-tight sealing) (≤10⁻⁹ Pa·m³/s), stając się procesem wzorcowym dla bezwyciekowych części do chłodzenia cieczą.

W przypadku zastosowań chłodzenia cieczą AI, UW Laser dostarcza sprzęt spawalniczy do kolektorów, denek, kolektorów wewnętrznych, miechów, miedzianych płyt zimnych i zespołów chłodzenia cieczą. Dzięki pełnym badaniom i rozwojowi wewnętrznemu, opracowujemy lasery YAG, diodowe, światłowodowe, hybrydowe, niebieskie, pierścieniowe i ultrakrótkie, o mocy od setek do dziesiątek kilowatów, o długości fali od 266 nm (UV) do 2000 nm. Nasze własne głowice wychylne (wobble heads) i głowice do spawania punktowego zapewniają doskonałą wydajność optyczną i stabilność.

Tworzymy zamkniętą pętlę obejmującą źródła laserowe, optykę, ruch, oprzyrządowanie, procesy i automatyzację. Nasze rozwiązania obejmują samodzielne maszyny bramowe, komórki robotyczne i w pełni zautomatyzowane linie "pod klucz". Zintegrowane z MES, wspierają pełne rejestrowanie procesów i identyfikowalność jakości, aby sprostać wymaganiom masowej produkcji bez wycieków dla komponentów chłodzenia cieczą inteligentnych centrów obliczeniowych.

(1) Dwustanowiskowe urządzenie do spawania laserowego miedzianych płyt zimnych

Wprowadzenie do urządzenia
Wyposażony w opracowany przez UW Laser hybrydowy laser niebieski i głowicę przetwarzania UW z dwoma długościami fali, system łączy wysoką absorpcję światła niebieskiego przez miedź z wysoką gęstością mocy światła podczerwonego. Rozwiązuje problemy spawania, w tym odpryski, porowatość i zimne spoiny w przypadku silnie odbijających materiałów, takich jak miedź, i jest używany do spawania długich szwów kanałów przepływowych na miedzianych płytach zimnych.

Zalety
Doskonałe dla materiałów silnie odbijających
Miedź słabo absorbuje energię bliskiej podczerwieni i jest trudna do spawania. Maszyna obsługuje opracowany przez UW laser hybrydowy 450 nm lub laser światłowodowy z wiązką pierścieniową, aby ograniczyć odpryski i porowatość.
Wydajny dwustanowiskowy przepływ równoległy
Konstrukcja dwustanowiskowa pozwala na jednoczesne ładowanie/rozładowywanie i spawanie, zwiększając czas pracy urządzenia i wydajność produkcji masowej.
Wysoka szczelność przy niskim wycieku
Zoptymalizowane procesy spawania zapewniają wskaźniki wycieku do 10⁻⁹ Pa·m³/s, gwarantując niezawodne długoterminowe działanie systemów chłodzenia cieczą.
Niskie odkształcenia termiczne
Silnie skoncentrowane wprowadzenie ciepła laserowego, w połączeniu z inteligentnym sterowaniem temperaturą i biblioteką procesów UW, ogranicza odkształcenia termiczne i zachowuje płaskość płyty.
Wysokiej jakości spoiny
Autorska technologia wiązki pierścieniowej zapewnia stabilne, spójne i gładkie spoiny, redukując potrzebę szlifowania po spawaniu.

(02) Urządzenie do spawania laserowego kolektorów wodnych

Wprowadzenie
Wyposażone w opracowany przez UW Laser laser światłowodowy jednomodowy/quasi-jednomodowy i głowicę przetwarzania D30, spawa szwy obwodowe i uszczelniające między rurami kolektora a podstawami dysz. Nadaje się do kolektorów aluminiowych i ze stali nierdzewnej, obsługuje samodzielne stacje bramowe 6-osiowe i stacje spawalnicze robotyczne 6-osiowe.

Zalety
Spawanie złożonych ścieżek 3D
Kolektory mają skomplikowane struktury przestrzenne. W połączeniu z komórkami robotycznymi lub precyzyjnymi platformami ruchu 3D, maszyna zapewnia precyzyjne spawanie złożonych krzywych przestrzennych.
Kompatybilność z różnymi materiałami
Kolektory często łączą aluminium, miedź, stal nierdzewną i inne metale. Wielodługościowe hybrydowe spawanie współosiowe UW łączy zalety dwóch laserów i tłumi kruche związki międzymetaliczne w spawaniu metali niejednorodnych.
Wysoka dokładność spawania
Precyzyjne uchwyty i systemy pozycjonowania gwarantują dokładne spawanie rur rozgałęzionych i portów. Dokładność powtarzalnego pozycjonowania: ±0,03 mm / 300 mm.
Zrównoważone wtopienie i prędkość
Zoptymalizowane parametry dla grubości ścianki kolektora zapewniają wystarczające wtopienie dla wytrzymałości połączenia przy dużej prędkości (do 200 mm/s dla stopów aluminium).
Wysoka automatyzacja
Ten system "pod klucz" może integrować automatyczne ładowanie/rozładowywanie, śledzenie spoin i kontrolę liniową, aby zmniejszyć pracę ręczną i ustabilizować spójność partii.

(03) Urządzenie do spawania laserowego kolektorów wewnętrznych

Wprowadzenie do urządzenia
Urządzenie jest wyposażone w opracowany przez UW Laser laser ciągły jednomodowy/quasi-jednomodowy i głowicę wyjściową lasera oscylacyjnego D30. Wiązka centralna zapewnia głębokość wtopienia, podczas gdy wiązka pierścieniowa stabilizuje basen stopionego metalu, aby tłumić odpryski i porowatość. Nadaje się do złożonych struktur kanałów przepływowych wewnętrznych kolektorów wodnych i zastosowań hermetycznego spawania o wysokich wymaganiach.

Zalety urządzenia
Dostęp do spawania w wąskich, głębokich szczelinach wewnętrznych
Specjalnie zaprojektowana do kolektorów wewnętrznych, głowica spawalnicza lub głowica laserowa może penetrować zespół, aby wykonać spawanie bezkontaktowe na szwach spawalniczych, do których trudno dotrzeć metodami konwencjonalnymi.
Precyzyjne pozycjonowanie i mikro-spoiny
Zbudowany z myślą o skomplikowanej strukturze kolektorów wewnętrznych, system może skupić się na ultra-drobnej (mikronowej) plamce laserowej do precyzyjnego spawania punktowego lub spawania liniowego bez uszkadzania sąsiednich precyzyjnych elementów.
Zamknięta pętla sterowania w czasie rzeczywistym
Przyjmując technologię spawania w formie (in-mold welding) i sterowania w czasie rzeczywistym UW, implementuje sprzężenie zwrotne w zamkniętej pętli przez cały proces spawania, aby zagwarantować spójną i niezawodną jakość spoin dla każdego połączenia.
Spawanie o wysokiej czystości
Spawanie laserowe jest procesem bezkontaktowym, bez naprężeń mechanicznych. Proces spawania pozostaje czysty i wolny od zanieczyszczeń, zapobiegając zanieczyszczeniu wewnętrznych kanałów przepływowych.
Kompatybilność z wieloma konfiguracjami spoin
Elastycznie obsługuje spoiny doczołowe, zakładkowe, pachwinowe i inne typy połączeń wewnątrz kolektorów wewnętrznych, aby sprostać różnorodnym wymaganiom projektowym.

(04) Urządzenie do spawania miechów

Wprowadzenie do urządzenia
Urządzenie jest wyposażone w opracowany przez UW Laser laser światłowodowy wielomodowy i głowicę wyjściową lasera oscylacyjnego D30. Jest przeznaczone do spawania doczołowego cienkościennych miechów i metali niejednorodnych, nadaje się do spawania szwów obwodowych między miechami a złączkami. Równoważy plastyczność spoiny i niezawodność uszczelnienia, i ma zastosowanie do elementów rurowych dla systemów mocy obliczeniowej i magazynowania energii.

Zalety urządzenia
Spawanie materiałów cienkościennych podatnych na odkształcenia
Miechy mają niezwykle cienkie ścianki i są bardzo podatne na odkształcenia i przepalenia. Spawanie laserowe charakteryzuje się precyzyjnie kontrolowaną energią i minimalnym wprowadzeniem ciepła, co czyni je idealnym procesem do spawania cienkościennych miechów.
Wysoka prędkość spawania i produktywność
Dzięki ultra-szybkiej prędkości spawania, może efektywnie wykonywać spoiny obwodowe między miechami, złączkami i kołnierzami, dobrze nadając się do produkcji masowej.
Doskonała plastyczność spoiny
Spawanie laserowe tworzy drobnoziarniste mikrostruktury spoiny o dobrej odporności na pękanie. Zapobiega to awarii spoiny, gdy miech ulega powtarzalnemu rozszerzaniu, kurczeniu i zginaniu podczas eksploatacji.
Proces spawania bezkontaktowego
Nie dochodzi do mechanicznego ściskania ani uszkodzenia cienkiej struktury miecha, zachowując oryginalną dokładność geometryczną i elastyczność miecha.
Zautomatyzowane spawanie obwodowe
Zazwyczaj wyposażony w stół obrotowy lub pozycjoner, system obsługuje zautomatyzowane, precyzyjne spawanie szwów obwodowych miechów we wszystkich pozycjach i zapewnia spójną jakość na całym obwodzie spoiny.

(05) Wielofunkcyjne urządzenie do spawania punktowego

Wprowadzenie do urządzenia
Urządzenie jest wyposażone w opracowany przez UW Laser laser YAG i głowicę wyjściową lasera światłowodowego o mocy 6 kW. Jest używane do pozycjonowania spawania punktowego, wstępnego mocowania i lokalnego spawania topliwego gwintowanych gniazd, złączy i łączników na zespołach chłodzenia cieczą. Umożliwia szybkie spawanie punktowe i może być zintegrowane z różnymi stanowiskami spawalniczymi do wstępnego pozycjonowania przed spawaniem.

Zalety urządzenia
Maszyna wielozadaniowa z elastycznym przełączaniem
Wyposażone zarówno w spawanie punktowe, jak i wielofunkcyjne możliwości spawania, urządzenie obsługuje szybkie przełączanie za pomocą konfiguracji oprogramowania i sprzętu, aby sprostać wymaganiom spawania dla różnych produktów i pozycji.
Precyzyjnie kontrolowany rozmiar plamki
Poprzez regulację mocy impulsu lasera, szerokości impulsu i rozmiaru plamki, średnica i głębokość wtopienia plamek spawalniczych mogą być precyzyjnie kontrolowane, nadając się do precyzyjnego łączenia.
Nadaje się do cienkich blach i części o specjalnych kształtach
W przypadku cienkościennych złączy i małych elementów profilowanych w radiatorach i płytach chłodzenia cieczą, spawanie punktowe zapewnia solidne połączenia przy minimalnym wprowadzeniu ciepła i zapobiega odkształceniom termicznym całego elementu.
Wysoka dokładność pozycjonowania
W połączeniu z precyzyjnym systemem ruchu lub systemem skanowania galwanometrycznego, umożliwia szybkie, precyzyjne spawanie punkt po punkcie z dokładnym umiejscowieniem plamki.
Możliwość spawania materiałów ogniotrwałych i niejednorodnych
Dzięki impulsowemu laserowi o wysokiej mocy szczytowej, umożliwia efektywne spawanie punktowe na silnie odbijających materiałach, takich jak miedź i aluminium, a także na materiałach niejednorodnych.

·KONIEC·

Z ponad 20-letnim doświadczeniem w precyzyjnym spawaniu laserowym, UW Laser dostarcza kompletne rozwiązania spawalnicze do chłodzenia cieczą obejmujące pełną zamkniętą pętlę "źródło lasera – optyka – ruch – oprzyrządowanie – proces – automatyzacja". Nasze własne portfolio laserów obejmuje lasery YAG, diodowe, światłowodowe, hybrydowe i pierścieniowe (od dziesiątek watów do 10 kW, od niebieskiego do 1 μm NIR).

W połączeniu z autorskimi głowicami oscylacyjnymi i spawalniczymi punktowymi, zaspokajają one różnorodne wymagania procesowe pięciu typów części do chłodzenia cieczą.
Wyposażone w wyrównanie wizyjne, monitorowanie OCT w procesie, symulację procesu i pełne rejestrowanie danych, nasze spawanie osiąga wytrzymałość spoiny zbliżoną do materiału bazowego, strefę wpływu ciepła (HAZ) 0,2–0,5 mm i odkształcenie ≤0,05 mm, zmniejszając ryzyko korozji lutu i zatykania kanałów. Obsługujemy klientów w dziedzinie sprzętu do inteligentnych obliczeń i chłodzenia cieczą AI, oferując elastyczne rozwiązania: samodzielne stacje robocze, komórki robotyczne i w pełni zautomatyzowane linie. Dostępne są bezpłatne próbki, modernizacja istniejących linii i lokalne wsparcie na miejscu w całych Chinach.

Rynek chłodzenia cieczą odnotowuje silny wzrost. UW Laser jest gotowy do współpracy z graczami branżowymi w celu rozwoju spawania laserowego dla chłodzenia cieczą AI. W celu testów próbek lub konsultacji dotyczących rozwiązań: marketing@uwlaser.com