Тъй като алуминиевите проводници се използват все повече в автомобилните кабелни снопове, тази статия анализира и организира технологията на свързване на алуминиевите захранващи кабелни снопове и анализира и сравнява производителността на различни методи за свързване, за да улесни по-късния избор на методи за свързване на алуминиеви захранващи кабелни снопове.
01 Преглед
С насърчаването на приложението на алуминиеви проводници в автомобилните кабелни снопове, употребата на алуминиеви проводници вместо традиционните медни проводници постепенно нараства.Въпреки това, в процеса на прилагане на алуминиеви проводници, заместващи медни проводници, електрохимичната корозия, пълзенето при висока температура и окисляването на проводника са проблеми, които трябва да бъдат изправени и решени по време на процеса на прилагане.В същото време прилагането на алуминиеви проводници, заместващи медни проводници, трябва да отговаря на изискванията на оригиналните медни проводници.Електрически и механични свойства, за да се избегне влошаване на производителността.
За решаване на проблеми като електрохимична корозия, пълзене при висока температура и окисляване на проводници по време на прилагането на алуминиеви проводници, в момента има четири основни метода на свързване в индустрията, а именно: заваряване с триене и заваряване под налягане, заваряване с триене, ултразвуково заваряване и плазмено заваряване.
Следва анализ и сравнение на производителността на принципите и структурите на свързване на тези четири типа връзки.
02 Заваряване чрез триене и заваряване под налягане
Фрикционно заваряване и свързване под налягане, първо използвайте медни пръти и алуминиеви пръти за фрикционно заваряване и след това щамповайте медните пръти, за да образувате електрически връзки.Алуминиевите пръти се обработват и оформят, за да образуват алуминиеви гофрирани краища и се произвеждат медни и алуминиеви клеми.След това алуминиевият проводник се вкарва в алуминиевия кримпован край на медно-алуминиевата клема и се кримпва хидравлично чрез традиционно оборудване за кримпване на кабелни снопове, за да завърши връзката между алуминиевия проводник и медно-алуминиевата клема, както е показано на фигура 1.
В сравнение с други форми на свързване, заваряването чрез триене и заваряването под налягане образува преходна зона от медно-алуминиева сплав чрез заваряване чрез триене на медни пръти и алуминиеви пръти.Заваръчната повърхност е по-равномерна и плътна, като ефективно се избягва проблема с термичното пълзене, причинен от различните коефициенти на топлинно разширение на медта и алуминия.В допълнение, образуването на преходната зона на сплавта също така ефективно избягва електрохимичната корозия, причинена от различните метални активности между медта и алуминия.Последващото запечатване с термосвиваеми тръби се използва за изолиране на солни пръски и водни пари, което също така ефективно избягва появата на електрохимична корозия.Чрез хидравличното кримпване на алуминиевата тел и алуминиевия кримпован край на медно-алуминиевата клема монофилната структура на алуминиевия проводник и оксидният слой върху вътрешната стена на алуминиевия кримпован край се разрушават и отлепват и след това студът е завършен между единичните проводници и между проводника на алуминиевия проводник и вътрешната стена на гофрирания край.Комбинацията за заваряване подобрява електрическите характеристики на връзката и осигурява най-надеждната механична работа.
03 Фрикционно заваряване
Фрикционното заваряване използва алуминиева тръба за нагъване и оформяне на алуминиевия проводник.След отрязване на челната повърхност се извършва фрикционно заваряване с медния терминал.Заваръчната връзка между теления проводник и медната клема се осъществява чрез заваряване чрез триене, както е показано на фигура 2.
Заваряването чрез триене свързва алуминиевите проводници.Първо, алуминиевата тръба се монтира върху проводника на алуминиевата жица чрез кримпване.Моновлакната структура на проводника е пластифицирана чрез кримпване, за да се образува стегнато кръгло напречно сечение.След това заваръчното напречно сечение се изравнява чрез завъртане, за да завърши процеса.Подготовка на заваръчни повърхности.Единият край на медния терминал е структурата на електрическото свързване, а другият край е заваръчната свързваща повърхност на медния терминал.Заваръчната съединителна повърхност на медния терминал и заваръчната повърхност на алуминиевата тел са заварени и свързани чрез заваряване чрез триене, след което заваръчната светкавица се изрязва и оформя, за да завърши процеса на свързване на алуминиевата тел за заваряване чрез триене.
В сравнение с други форми на свързване, фрикционното заваряване образува преходна връзка между мед и алуминий чрез фрикционно заваряване между медни клеми и алуминиеви проводници, като ефективно намалява електрохимичната корозия на мед и алуминий.Преходната зона за фрикционно заваряване мед-алуминий е запечатана с адхезивна термосвиваема тръба в по-късния етап.Зоната на заваряване няма да бъде изложена на въздух и влага, което допълнително намалява корозията.В допълнение, зоната на заваряване е мястото, където проводникът от алуминиева тел е директно свързан към медния терминал чрез заваряване, което ефективно увеличава силата на издърпване на съединението и прави процеса на обработка прост.
Недостатъците обаче съществуват и във връзката между алуминиеви проводници и медно-алуминиеви клеми на Фигура 1. Прилагането на фрикционно заваряване при производителите на кабелни снопове изисква отделно специално оборудване за фрикционно заваряване, което има слаба гъвкавост и увеличава инвестициите в дълготрайни активи на тел производители на колани.Второ, при заваряване чрез триене По време на процеса монофилната структура на телта е директно заварена чрез триене с медния терминал, което води до кухини в зоната на свързване чрез триене.Наличието на прах и други примеси ще повлияе на крайното качество на заваряване, причинявайки нестабилност в механичните и електрически свойства на заваръчната връзка.
04 Ултразвуково заваряване
Ултразвуковото заваряване на алуминиеви проводници използва ултразвуково заваръчно оборудване за свързване на алуминиеви проводници и медни клеми.Чрез високочестотното трептене на заваръчната глава на ултразвуковото заваръчно оборудване монофиламентите от алуминиева тел и алуминиевите проводници и медните клеми са свързани заедно, за да завършат алуминиевата жица и Свързването на медните клеми е показано на фигура 3.
Свързването чрез ултразвуково заваряване е, когато алуминиеви проводници и медни клеми вибрират при високочестотни ултразвукови вълни.Вибрацията и триенето между мед и алуминий допълват връзката между мед и алуминий.Тъй като и медта, и алуминият имат лицево-центрирана кубична метална кристална структура, във високочестотна трептяща среда. При това условие атомното заместване в металната кристална структура е завършено, за да се образува преходен слой от сплав, като ефективно се избягва появата на електрохимична корозия .В същото време, по време на процеса на ултразвуково заваряване, оксидният слой на повърхността на монофиламента на алуминиевия проводник се отлепва и след това заваръчната връзка между монофиламенти се завършва, което подобрява електрическите и механичните свойства на връзката.
В сравнение с други форми на свързване, ултразвуковото заваръчно оборудване е често използвано оборудване за обработка от производителите на кабелни снопове.Не изисква инвестиции в нови дълготрайни активи.В същото време терминалите използват медни щамповани терминали, а цената на терминала е по-ниска, така че има най-доброто предимство в цената.Съществуват обаче и недостатъци.В сравнение с други форми на свързване, ултразвуковото заваряване има по-слаби механични свойства и слаба устойчивост на вибрации.Поради това не се препоръчва използването на връзки за ултразвуково заваряване в зони с високочестотни вибрации.
05 Плазмено заваряване
Плазменото заваряване използва медни клеми и алуминиеви проводници за кримпване на връзка и след това чрез добавяне на спойка плазмената дъга се използва за облъчване и нагряване на зоната за заваряване, разтопяване на спойката, запълване на зоната на заваряване и завършване на връзката на алуминиевия проводник, като показано на фигура 4.
Плазменото заваряване на алуминиеви проводници първо използва плазмено заваряване на медни клеми, а кримпването и закрепването на алуминиевите проводници се завършва чрез кримпване.Клемите за плазмено заваряване образуват вареловидна структура след кримпване и след това зоната за заваряване на терминала се запълва с припой, съдържащ цинк, а гофрираният край е Добавяне на припой, съдържащ цинк.Под облъчването на плазмена дъга, съдържащата цинк спойка се нагрява и разтопява и след това навлиза в междината на проводника в областта на кримпване чрез капилярно действие, за да завърши процеса на свързване на медни клеми и алуминиеви проводници.
Алуминиевите проводници за плазмено заваряване допълват бързата връзка между алуминиевите проводници и медните клеми чрез кримпване, осигурявайки надеждни механични свойства.В същото време, по време на процеса на кримпване, чрез съотношение на компресия от 70% до 80%, разрушаването и отлепването на оксидния слой на проводника е завършено, ефективно подобрява електрическите характеристики, намалява контактното съпротивление на точките на свързване и предотвратява отопление на точките на свързване.След това добавете спойка, съдържаща цинк, към края на зоната за кримпване и използвайте плазмен лъч, за да облъчите и загреете зоната на заваряване.Съдържащият цинк припой се нагрява и разтопява, а спойката запълва празнината в зоната на кримпване чрез капилярно действие, постигайки вода от солен спрей в зоната на кримпване.Пароизолацията избягва появата на електрохимична корозия.В същото време, тъй като спойката е изолирана и буферирана, се образува преходна зона, която ефективно избягва появата на термично пълзене и намалява риска от повишено съпротивление на връзката при горещи и студени удари.Чрез плазмено заваряване на зоната на свързване, електрическите характеристики на зоната на свързване се подобряват ефективно и механичните свойства на зоната на свързване също се подобряват допълнително.
В сравнение с други форми на свързване, плазменото заваряване изолира медните клеми и алуминиевите проводници през преходния заваръчен слой и подсиления заваръчен слой, като ефективно намалява електрохимичната корозия на медта и алуминия.А подсиленият заваръчен слой обгръща крайната страна на алуминиевия проводник, така че медните клеми и сърцевината на проводника да не влизат в контакт с въздух и влага, което допълнително намалява корозията.В допълнение, преходният заваръчен слой и подсиленият заваръчен слой плътно фиксират медните клеми и съединенията на алуминиевите проводници, като ефективно увеличават силата на издърпване на съединенията и правят процеса на обработка прост.Съществуват обаче и недостатъци.Прилагането на плазмено заваряване при производителите на кабелни снопове изисква отделно специално оборудване за плазмено заваряване, което има слаба гъвкавост и увеличава инвестициите в дълготрайни активи на производителите на кабелни снопове.Второ, в процеса на плазмено заваряване спойката се завършва чрез капилярно действие.Процесът на запълване на празнината в областта на кримпване е неконтролируем, което води до нестабилно крайно качество на заваряване в зоната на свързване на плазмено заваряване, което води до големи отклонения в електрическите и механични характеристики.
Време на публикуване: 19 февруари 2024 г