真空钎焊炉交付某储能客户，PCS变流器IGBT液冷板真空钎焊工艺稳定

合肥某储能设备企业主要生产储能变流器（PCS），功率从125kW到2.5MW，应用于工商业储能和电网侧储能项目。客户原有一台连续式氮气保护钎焊炉，在生产铝制IGBT液冷板时存在焊缝泄漏和热阻偏高等问题。

今年10月，客户联系到东莞志远工业设备，就储能PCS液冷板真空钎焊炉的选型进行了技术交流。技术人员结合客户的冷板尺寸（约500×400mm）、材质（6061铝合金）、IGBT功率密度（约200W/cm²）、批量（每炉约15件）以及对焊缝气密性的要求（氦检漏率≤2×10⁻⁷ Pa·m³/s），推荐了一台铝用真空钎焊炉。

一、原有钎焊工艺的问题

客户原来使用连续式氮气保护炉进行储能PCS冷板钎焊，在生产中遇到几个问题：

一是焊缝泄漏。储能PCS需要在户外运行15-20年，氮气保护焊缝在长期充放电循环温度变化后出现微泄漏，不合格率约为6%。二是热阻偏高。连续炉钎着率约为85%，冷板与IGBT之间接触热阻偏高，PCS满载效率下降约1%。三是冷板变形。连续炉升温快，500mm冷板翘曲量超过0.5mm，影响与IGBT模块的贴合。

客户希望通过真空钎焊工艺，将焊缝氦检合格率提升到99%以上，接触热阻降低，冷板平面度控制在0.3mm以内。

二、真空钎焊炉方案配置

志远工业设备根据客户需求，提供的铝用真空钎焊炉方案如下：

炉体有效加热区为1000×800×600mm，能够满足客户当前每炉15件冷板的装料量。加热元件采用Cr20Ni80合金丝，温区均匀性控制在±5℃以内。真空系统配置旋片泵+罗茨泵，工作真空度约为5×10⁻³Pa。

温控系统采用多段程序控制。客户冷板主要使用4047铝硅钎料片，工艺温度约为595℃保温5分钟。设备配置了快速冷却系统和工装压紧机构，在钎焊保温结束后充入高纯氮气强冷，同时控制冷板变形量。

三、打样验证过程

设备安装调试后，客户提供了储能PCS冷板样品进行打样。

首轮打样按照595℃保温5分钟、真空度优于5×10⁻³Pa、工装压紧压力约0.06MPa的工艺进行。打样后检测：钎焊料铺展均匀，焊缝连续无气孔；氦检漏率约为5×10⁻⁸ Pa·m³/s，优于客户要求；接触热阻约为0.1℃/W，比原连续炉降低约30%；冷板平面度约为0.2mm。

针对客户提出的2.5MW储能PCS散热验证，技术团队配合客户进行了满载热测试：在2.5MW充放电满载条件下，IGBT结温控制在115℃以内，PCS效率达到98.5%以上，满足设计要求。

针对批量生产效率问题，技术团队优化了工装设计，使每炉可同时摆放15件冷板。同时调整了升降温速率，将每炉工艺周期从原来的10小时缩短到约6小时。

四、量产使用反馈

设备投入批量生产后，客户反馈：

真空钎焊后焊缝氦检合格率稳定在99%以上。接触热阻降低30%，PCS满载效率提升。冷板平面度控制在0.3mm以内，满足IGBT模块装配要求。设备运行稳定，每炉成本相比原连续炉降低约22%。

客户生产负责人表示，真空钎焊炉的引入解决了储能PCS冷板焊接的长期问题，产品质量和生产效率都有提升。客户后续还计划再增配一台同型号设备，用于扩产构网型储能变流器产品线。

五、关于志远工业设备

东莞志远工业设备专注于真空热工设备制造，产品包括真空钎焊炉、真空气氛炉、真空退火炉、真空烧结炉等。我们根据客户产品工艺特点定制设备方案，提供安装调试和工艺培训服务。

如需了解储能PCS液冷板真空钎焊炉的详细参数和铝制冷板焊接工艺方案，欢迎联系我们获取设备报价。

常见问题

Q1：储能PCS是什么设备？

PCS（Power Conversion System，储能变流器）是储能系统的核心设备，负责电池直流电和电网交流电之间的双向变换。储能系统充放电时，PCS需要处理大功率能量变换，IGBT模块发热量大，必须使用液冷散热。PCS冷板钎焊质量直接影响储能系统可靠性。

Q2：储能PCS和光伏逆变器冷板有什么区别？

两者结构类似，都使用IGBT和铝制冷板。区别在于：PCS需要双向变换（充电和放电），功率波动更大，冷板热应力更复杂；光伏逆变器主要单向逆变。两者钎焊工艺参数接近，但PCS冷板对焊缝热疲劳可靠性要求更高。

Q3：储能系统为什么越来越多采用液冷？

随着储能容量从MWh向GWh发展，风冷已无法满足散热和温控要求。液冷可以将电池温度控制在±2℃以内，温差小、一致性好，同时降低系统能耗。PCS液冷是储能液冷系统的重要组成部分。

Q4：6061铝合金冷板钎焊后需要时效处理吗？

6061铝合金是热处理强化合金，钎焊温度595℃接近固溶温度，钎焊后材料强度会下降。如果冷板需要高强度，可以在钎焊后进行T6时效处理（约175℃保温8小时）恢复强度。志远工业设备在工艺方案中会根据客户力学性能要求建议是否增加时效工序。

Q5：真空钎焊炉能钎焊铜质IGBT底板吗？

可以。部分高功率IGBT使用铜底板，与铝盖板复合钎焊。真空钎焊炉使用铝硅钎料或铜磷钎料可以实现铜-铝异种焊接。志远工业设备在铜-铝复合冷板钎焊方面有成熟工艺，可根据客户材料组合定制方案。

（本文为志远工业设备客户案例分享，具体工艺参数根据冷板尺寸和材质调整。）