Ponieważ przewodniki aluminiowe są coraz częściej stosowane w wiązkach przewodów samochodowych, ten artykuł analizuje i organizuje technologię połączenia wiązek przewodów zasilających aluminium oraz analizuje i porównuje wydajność różnych metod połączenia w celu ułatwienia późniejszego wyboru metod połączenia wiązki przewodów z mocą aluminium.
01 Przegląd
Wraz z promocją zastosowania przewodów aluminiowych w wiązce przewodów samochodowych stosowanie aluminiowych przewodów zamiast tradycyjnych przewodów miedzianych stopniowo rośnie. Jednak w procesie aplikacyjnym przewodów aluminiowych zastępujących przewody miedziane, korozja elektrochemiczna, pełzanie w wysokiej temperaturze i utlenianie przewodu to problemy, które należy napotkać i rozwiązać podczas procesu aplikacji. Jednocześnie zastosowanie przewodów aluminiowych zastępujących przewody miedziane musi spełniać wymagania oryginalnych przewodów miedzianych. Właściwości elektryczne i mechaniczne, aby uniknąć degradacji wydajności.
W celu rozwiązania problemów, takich jak korozja elektrochemiczna, pełzanie w wysokiej temperaturze i utlenianie przewodów podczas stosowania drutów aluminiowych, obecnie występują cztery metody połączenia głównego nurtu w branży, a mianowicie: spawanie tarcia i spawanie ciśnienia, spawanie tarcia, spawanie ultradźwiękowe i spawanie plazmowe.
Poniżej znajduje się analiza i porównanie wydajności zasad połączeń i struktur tych czterech rodzajów połączeń.
02 Spawanie tarcia i spawanie ciśnieniowe
Spawanie tarcia i łączenie ciśnienia, najpierw użyj miedzianych prętów i prętów aluminiowych do spawania tarcia, a następnie stemplą miedziane pręty, tworząc połączenia elektryczne. Pręty aluminiowe są obrabiane i kształtowane w celu tworzenia aluminiowych końcówek zacisku, a wytwarzane są terminale miedzi i aluminium. Następnie drut aluminiowy wkłada się do aluminiowego zaciskania końca terminalu miedzi-aluminiowego i hydraulicznie zaciśnięty przez tradycyjny sprzęt do zaciskania wiązki przewodów w celu uzupełnienia połączenia między przewodnikiem aluminium a terminalem miedzi-aluminiowym, jak pokazano na rycinie 1.
W porównaniu z innymi formami połączenia, spawanie tarcia i spawanie ciśnienia tworzą strefę przejściową stopu miedzi-aluminium poprzez spawanie cierne miedzianych prętów i prętów aluminiowych. Powierzchnia spawania jest bardziej jednolita i gęsta, skutecznie unikając problemu pełzania termicznego spowodowanego różnymi współczynnikami rozszerzania cieplnego miedzi i aluminium. , Ponadto tworzenie strefy przejścia stopowego stopu skutecznie unika również korozji elektrochemicznej spowodowanej różnymi aktywnością metali między miedzią a aluminium. Późniejsze uszczelnienie za pomocą rur kurczowych jest stosowane do izolowania spray solnego i pary wodnej, które również skutecznie unikają występowania korozji elektrochemicznej. Poprzez hydrauliczne zaciśnięcie drutu aluminiowego i aluminium zaciskające koniec terminalu miedzi-aluminium, struktura monofilamentu przewodnika aluminiowego i warstwą tlenku na wewnętrznej ścianie przewodniku aluminiowego i w ścianie aluminium końcowej. Połączenie spawania poprawia wydajność elektryczną połączenia i zapewnia najbardziej niezawodną wydajność mechaniczną.
03 Spawanie tarcia
Spawanie tarcia wykorzystuje aluminiową rurkę do zacisku i kształtowania przewodu aluminiowego. Po odcięciu twarzy końcowej spawanie tarcia odbywa się za pomocą terminala miedzianego. Połączenie spawania między przewodnikiem drucianym a zaciskiem miedzi jest wypełniane przez spawanie tarcia, jak pokazano na rysunku 2.
Spawanie tarcia łączy przewody aluminiowe. Po pierwsze, aluminiowa rurka jest instalowana na przewodzie drutu aluminiowego przez zacisk. Struktura monofilamentu przewodnika jest plastyczna poprzez zaciskanie, tworząc ciasny okrągły przekrój. Następnie przekrój spawania jest spłaszczany przez obrót, aby ukończyć proces. Przygotowanie powierzchni spawalniczych. Jeden koniec zacisku miedzi jest struktura połączenia elektrycznego, a drugim końcem jest powierzchnia połączenia spawania miedzianego zacisku. Powierzchnia połączenia spawalniczego miedzianego zacisku i powierzchni spawania drutu aluminiowego są przyspawane i połączone przez spawanie tarcia, a następnie lampa błyskowa spawania jest wycinana i kształtowana w celu zakończenia procesu połączenia drutu aluminiowego spawania tarcia.
W porównaniu z innymi formularzami połączenia, spawanie tarcia tworzy połączenie przejściowe między miedzią a aluminium poprzez spawanie tarcia między terminalami miedzi a przewodami aluminiowymi, skutecznie zmniejszając elektrochemiczną korozję miedzi i aluminium. Strefa przejścia na tarcie miedzi-aluminium jest uszczelniona rurką kurczącą się kleją w późniejszym etapie. Obszar spawania nie będzie narażony na powietrze i wilgoć, co dodatkowo zmniejszając korozję. Ponadto obszar spawania jest miejscem, w którym przewodnik drutu aluminiowego jest bezpośrednio podłączony do zacisku miedzi przez spawanie, co skutecznie zwiększa siłę wyciągnięcia stawu i ułatwia proces przetwarzania.
Jednak wady istnieją również w połączeniu między drutami aluminiowymi a terminalami miedzi-aluminiowymi na rycinie 1. Zastosowanie spawania tarcia do producentów wiązki przewodów wymaga osobnego specjalnego sprzętu do spawania tarcia, który ma słabą wszechstronność i zwiększa inwestycje w środki trwałe producentów wiązki przewodów. Po drugie, w spawaniu tarcia podczas procesu struktura monofilamentu drutu jest bezpośrednio spawana z zaciskiem miedzi, co powoduje wnęki w obszarze połączenia spawania tarcia. Obecność pyłu i innych zanieczyszczeń wpłynie na ostateczną jakość spawania, powodując niestabilność właściwości mechanicznych i elektrycznych połączenia spawania.
04 Spawanie ultradźwiękowe
Spawanie ultradźwiękowe drutów aluminiowych wykorzystuje ultradźwiękowe urządzenia do spawania do łączenia drutów aluminiowych i miedzianych zacisków. Poprzez oscylację wysokiej częstotliwości głowicy spawalniczej ultradźwiękowego sprzętu do spawania aluminiowe monofilamenty drutu aluminiowe oraz druty aluminiowe i zaciski miedziane są połączone razem, aby uzupełnić drut aluminiowy, a połączenie miedzianych zacisków jest pokazane na rycinie 3.
Połączenie spawalnicze ultradźwiękowe występuje, gdy druty aluminiowe i zaciski miedzi wibrują przy falach ultradźwiękowych o wysokiej częstotliwości. Wibracje i tarcie między miedzią a aluminium uzupełniają połączenie między miedzią a aluminium. Ponieważ zarówno miedzi, jak i aluminium mają skoncentrowaną na twarzy strukturę krystaliczną metalu sześciennego, w środowisku oscylacji o wysokiej częstotliwości w tym stanie, zamiennik atomowy w strukturze krystalicznej metalu jest wypełniany w celu utworzenia warstwy przejściowej stopu, skutecznie unikając występowania korozji elektrochemicznej. W tym samym czasie, podczas procesu spawania ultradźwiękowego, warstwa tlenku na powierzchni monofilamentu przewodu aluminiowego jest odrywiana, a następnie zakończono połączenie spawania między monofilamentami, co poprawia właściwości elektryczne i mechaniczne połączenia.
W porównaniu z innymi formularzami połączeń, ultradźwiękowy sprzęt do spawania jest powszechnie używanym sprzętem do przetwarzania dla producentów wiązki przewodów. Nie wymaga nowej inwestycji w aktywów trwałych. Jednocześnie terminale używają miedzianych terminali, a koszt terminalu jest niższy, więc ma najlepszą przewagę nad kosztami. Istnieją jednak wady. W porównaniu z innymi postaciami połączeń spawanie ultradźwiękowe ma słabsze właściwości mechaniczne i słabą odporność na wibracje. Dlatego stosowanie ultradźwiękowych połączeń spawalniczych nie jest zalecane w obszarach wibracji o wysokiej częstotliwości.
05 Spawanie plazmowe
Spawanie plazmowe wykorzystuje miedziane zaciski i przewody aluminiowe do połączenia zacisku, a następnie dodając lut, łuk plazmowy służy do napromieniowania i podgrzewania obszaru do spawania, stopu lutu, wypełnienia obszaru spawania i wypełnienia połączenia z drutu aluminiowego, jak pokazano na rycinie 4.
Spawanie w osoczu przewodów aluminiowych najpierw wykorzystuje spawanie terminali miedzi w osoczu, a zaciśnięcie i przymocowanie przewodów aluminiowych jest zakończone przez zaciskanie. Terminale spawalnicze w osoczu tworzą konstrukcję w kształcie lufy po zaciskaniu, a następnie obszar spawania terminalu jest wypełniony lutowaniem zawierającym cynk, a zaciśnięty koniec dodaje lut zawierający cynk. Zgodnie z napromieniowaniem łuku w osoczu lut zawierający cynk jest podgrzewany i stopiony, a następnie wchodzi do szczelin w obszarze zaciskania poprzez działanie kapilarne, aby zakończyć proces połączenia miedzianych zacisków i przewodów aluminiowych.
Druty spawalnicze w osoczu wypełniają szybkie połączenie między przewodami aluminiowymi a terminalami miedzi poprzez zaciskanie, zapewniając niezawodne właściwości mechaniczne. W tym samym czasie, podczas procesu zaciskania, poprzez współczynnik kompresji od 70% do 80%, zniszczenie i odrywanie warstwy tlenkowej przewodnika jest zakończone, skutecznie poprawia wydajność elektryczną, zmniejszaj oporność kontaktu punktów połączenia i zapobiega podgrzewaniu punktów połączenia. Następnie dodaj lut zawierający cynk do końca obszaru zaciskania i użyj wiązki plazmy, aby napromieniować i podgrzać obszar spawania. Luownik zawierający cynk jest ogrzewany i stopiony, a lut wypełnia lukę w obszarze zaciskania poprzez działanie kapilarne, osiągając solną wodę w sprayu w obszarze zaciskania. Izolacja pary pozwala uniknąć wystąpienia korozji elektrochemicznej. Jednocześnie, ponieważ lut jest izolowany i buforowany, powstaje strefa przejściowa, która skutecznie pozwala uniknąć występowania pełzania termicznego i zmniejsza ryzyko zwiększonej odporności na połączenie w gorących i zimnych wstrząsach. Dzięki spawaniu obszaru połączenia w osoczu wydajność elektryczna obszaru połączenia jest skutecznie ulepszona, a właściwości mechaniczne obszaru połączenia są również dodatkowo ulepszane.
W porównaniu z innymi postaciami połączeń izolowanie spawania w osoczu zaciski miedzi i przewodniki aluminiowe przez warstwę spawania przejściowego i wzmocnioną warstwę spawalniczą, skutecznie zmniejszając elektrokemiczną korozję miedzi i aluminium. A wzmocniona warstwa spawalnia owija powierzchnię końcową przewodu aluminiowego, tak aby miedziane zaciski i rdzeń przewodu nie zetkną się z powietrzem i wilgocią, dodatkowo zmniejszając korozję. Ponadto warstwa spawania przejściowego i wzmocniona warstwa spawalnicza mocno naprawiały zaciski miedzi i złącza druciane aluminiowe, skutecznie zwiększając siłę wyciągnięcia połączeń i ułatwiając proces przetwarzania. Istnieją jednak wady. Zastosowanie spawania plazmowego do producentów wiązki przewodów wymaga osobnego dedykowanego sprzętu do spawania plazmowego, który ma słabą wszechstronność i zwiększa inwestycję w środki trwałe producentów wiązki przewodów. Po drugie, w procesie spawania plazmy lut jest wypełniony działaniem kapilarnym. Proces wypełniania szczeliny w obszarze zaciskania jest niekontrolowany, co powoduje niestabilną jakość spawania końcowego w obszarze połączenia spawania plazmy, co powoduje duże odchylenia w zakresie wydajności elektrycznej i mechanicznej.
Czas po: 19-2024 lutego