Ker se aluminijasti prevodniki vse pogosteje uporabljajo v avtomobilskih kabelskih snopih, ta članek analizira in organizira povezovalno tehnologijo aluminijastih električnih kabelskih snopov ter analizira in primerja učinkovitost različnih načinov povezovanja, da se olajša kasnejša izbira načinov povezovanja aluminijastih električnih kabelskih snopov.
01 Pregled
S spodbujanjem uporabe aluminijastih vodnikov v avtomobilskih kabelskih snopih se postopoma povečuje uporaba aluminijastih vodnikov namesto tradicionalnih bakrenih vodnikov.Vendar pa so v postopku uporabe aluminijastih žic, ki nadomeščajo bakrene žice, elektrokemična korozija, visokotemperaturno lezenje in oksidacija prevodnika težave, s katerimi se je treba soočiti in jih rešiti med postopkom uporabe.Hkrati mora uporaba aluminijastih žic, ki nadomeščajo bakrene žice, izpolnjevati zahteve originalnih bakrenih žic.Električne in mehanske lastnosti, da se prepreči poslabšanje delovanja.
Za reševanje težav, kot so elektrokemična korozija, visokotemperaturno lezenje in oksidacija prevodnika med nanašanjem aluminijastih žic, trenutno v industriji obstajajo štiri glavne metode povezovanja, in sicer: varjenje s trenjem in tlačno varjenje, varjenje s trenjem, ultrazvočno varjenje in varjenje s plazmo.
Sledi analiza in primerjava učinkovitosti povezovalnih principov in struktur teh štirih tipov povezav.
02 Torno varjenje in tlačno varjenje
Pri tornem varjenju in tlačnem spajanju najprej uporabite bakrene in aluminijaste palice za torno varjenje, nato pa vtisnite bakrene palice, da oblikujete električne povezave.Aluminijaste palice so strojno obdelane in oblikovane tako, da tvorijo aluminijaste zavihane konce, izdelajo pa se bakreni in aluminijasti terminali.Nato se aluminijasta žica vstavi v aluminijasti rob za stiskanje na bakreno-aluminijastem terminalu in hidravlično stisne prek tradicionalne opreme za stiskanje žičnih snopov, da se zaključi povezava med aluminijastim vodnikom in bakreno-aluminijevim terminalom, kot je prikazano na sliki 1.
V primerjavi z drugimi oblikami povezav, varjenje s trenjem in tlačno varjenje tvori prehodno območje bakrove in aluminijeve zlitine s tornim varjenjem bakrenih in aluminijevih palic.Varilna površina je bolj enotna in gosta, s čimer se učinkovito izognemo problemu termičnega lezenja, ki ga povzročajo različni koeficienti toplotnega raztezanja bakra in aluminija.Poleg tega tvorba prehodne cone zlitine tudi učinkovito preprečuje elektrokemično korozijo, ki jo povzročajo različne kovinske aktivnosti med bakrom in aluminijem.Za izolacijo solnega pršila in vodne pare se uporablja naknadno tesnjenje s termoskrčnimi cevmi, s čimer se učinkovito izognemo tudi pojavu elektrokemične korozije.S hidravličnim stiskanjem aluminijaste žice in aluminijastega robnega konca bakreno-aluminijastega terminala se monofilamentna struktura aluminijastega prevodnika in oksidna plast na notranji steni aluminijastega robnega konca uničita in odluščita, nato pa hladno je dokončan med posameznimi žicami in med vodnikom iz aluminijastega prevodnika in notranjo steno konca za stiskanje.Varilna kombinacija izboljša električno delovanje povezave in zagotavlja najbolj zanesljivo mehansko delovanje.
03 Torno varjenje
Varjenje s trenjem uporablja aluminijasto cev za stiskanje in oblikovanje aluminijastega prevodnika.Po rezanju čelne ploskve se izvede torno varjenje z bakrenim priključkom.Varilna povezava med žičnim vodnikom in bakrenim priključkom se zaključi s tornim varjenjem, kot je prikazano na sliki 2.
Torno varjenje povezuje aluminijaste žice.Najprej je aluminijasta cev nameščena na vodnik aluminijaste žice s stiskanjem.Monofilamentna struktura prevodnika je plastificirana s stiskanjem, da se oblikuje tesen krožni prerez.Nato se varilni prerez splošči z obračanjem, da se postopek zaključi.Priprava varilnih površin.En konec bakrenega terminala je električna povezovalna struktura, drugi konec pa varilna priključna površina bakrenega terminala.Varilna povezovalna površina bakrenega priključka in varilna površina aluminijaste žice sta zvarjeni in povezani s tornim varjenjem, nato pa se varilni blisk razreže in oblikuje, da se zaključi postopek povezovanja aluminijaste žice za torno varjenje.
V primerjavi z drugimi oblikami povezav torno varjenje tvori prehodno povezavo med bakrom in aluminijem s tornim varjenjem med bakrenimi sponkami in aluminijastimi žicami, kar učinkovito zmanjšuje elektrokemično korozijo bakra in aluminija.Prehodna cona tornega varjenja baker-aluminij je v kasnejši fazi zatesnjena z lepilno toplokrčno cevjo.Območje varjenja ne bo izpostavljeno zraku in vlagi, kar dodatno zmanjša korozijo.Poleg tega je območje varjenja tam, kjer je vodnik iz aluminijaste žice neposredno povezan z bakrenim priključkom z varjenjem, kar učinkovito poveča izvlečno silo spoja in poenostavi postopek obdelave.
Vendar pa obstajajo slabosti tudi pri povezavi med aluminijastimi žicami in bakreno-aluminijevimi sponkami na sliki 1. Uporaba tornega varjenja pri proizvajalcih žičnih snopov zahteva ločeno posebno torno varilno opremo, ki ima slabo vsestranskost in povečuje naložbe v osnovna sredstva žice proizvajalci pasov.Drugič, pri tornem varjenju Med postopkom je monofilamentna struktura žice neposredno torno varjena z bakrenim terminalom, kar povzroči votline v območju povezave tornega varjenja.Prisotnost prahu in drugih nečistoč bo vplivala na končno kakovost varjenja, kar bo povzročilo nestabilnost mehanskih in električnih lastnosti varilne povezave.
04 Ultrazvočno varjenje
Ultrazvočno varjenje aluminijastih žic uporablja ultrazvočno varilno opremo za povezovanje aluminijastih žic in bakrenih sponk.Z visokofrekvenčnim nihanjem varilne glave ultrazvočne varilne opreme so monofilamenti aluminijaste žice ter aluminijaste žice in bakreni priključki povezani skupaj, da dokončajo aluminijasto žico in Povezava bakrenih sponk je prikazana na sliki 3.
Ultrazvočna varilna povezava je, ko aluminijaste žice in bakrene sponke vibrirajo ob visokofrekvenčnih ultrazvočnih valovih.Vibracije in trenje med bakrom in aluminijem dopolnjujejo povezavo med bakrom in aluminijem.Ker imata baker in aluminij na ploskvi osredotočeno kubično kovinsko kristalno strukturo, je v visokofrekvenčnem nihajočem okolju pod tem pogojem dokončana atomska zamenjava v kovinski kristalni strukturi, da se tvori prehodna plast zlitine, s čimer se učinkovito izognete pojavu elektrokemične korozije. .Hkrati se med postopkom ultrazvočnega varjenja odlušči oksidna plast na površini monofilamenta aluminijastega prevodnika, nato pa se zaključi varilna povezava med monofilamenti, kar izboljša električne in mehanske lastnosti povezave.
V primerjavi z drugimi oblikami povezave je oprema za ultrazvočno varjenje pogosto uporabljena oprema za obdelavo za proizvajalce žičnih snopov.Ne zahteva novih naložb v osnovna sredstva.Hkrati terminali uporabljajo bakrene žigosane terminale, stroški terminala pa so nižji, zato ima najboljšo stroškovno prednost.Vendar pa obstajajo tudi slabosti.V primerjavi z drugimi oblikami povezav ima ultrazvočno varjenje šibkejše mehanske lastnosti in slabo odpornost na vibracije.Zato uporaba ultrazvočnih varilnih povezav ni priporočljiva v območjih z visokofrekvenčnimi tresljaji.
05 Plazemsko varjenje
Plazemsko varjenje uporablja bakrene sponke in aluminijaste žice za stiskanje, nato pa se z dodajanjem spajke plazemski oblok uporabi za obsevanje in ogrevanje območja, ki ga je treba variti, taljenje spajke, zapolnitev območja varjenja in dokončanje povezave aluminijaste žice, kot prikazano na sliki 4.
Pri plazemskem varjenju aluminijastih vodnikov se najprej uporabi plazemsko varjenje bakrenih sponk, stiskanje in pritrjevanje aluminijastih vodnikov pa se zaključi s stiskanjem.Sponke za plazemsko varjenje po stiskanju tvorijo sodčasto strukturo, nato pa se območje varjenja terminalov napolni s spajkalom, ki vsebuje cink, naguban konec pa se doda spajkalnik, ki vsebuje cink.Pod obsevanjem plazemskega obloka se spajka, ki vsebuje cink, segreje in stopi, nato pa s kapilarnim delovanjem vstopi v vrzel žice v območju stiskanja, da se zaključi postopek povezovanja bakrenih sponk in aluminijastih žic.
Aluminijaste žice za varjenje s plazmo dopolnjujejo hitro povezavo med aluminijastimi žicami in bakrenimi sponkami s stiskanjem, kar zagotavlja zanesljive mehanske lastnosti.Hkrati se med postopkom stiskanja prek kompresijskega razmerja od 70 % do 80 % zaključi uničenje in luščenje oksidne plasti prevodnika, kar učinkovito izboljša električno zmogljivost, zmanjša kontaktni upor priključnih točk in prepreči ogrevanje priključnih točk.Nato dodajte spajko, ki vsebuje cink, na konec območja stiskanja in uporabite plazemski žarek za obsevanje in segrevanje območja varjenja.Spajka, ki vsebuje cink, se segreje in stopi, spajka pa s kapilarnim delovanjem zapolni vrzel v območju stiskanja, pri čemer na območju stiskanja nastane solna voda.Parna izolacija preprečuje pojav elektrokemične korozije.Hkrati, ker je spajka izolirana in pufrirana, se oblikuje prehodno območje, ki učinkovito preprečuje pojav termičnega lezenja in zmanjšuje tveganje povečane odpornosti povezave pri vročih in hladnih udarcih.S plazemskim varjenjem priključnega območja se učinkovito izboljša električna zmogljivost priključnega območja, dodatno pa se izboljšajo tudi mehanske lastnosti priključnega območja.
V primerjavi z drugimi oblikami povezave plazemsko varjenje izolira bakrene sponke in aluminijaste vodnike skozi prehodno varilno plast in okrepljeno varilno plast, kar učinkovito zmanjša elektrokemično korozijo bakra in aluminija.In ojačana varilna plast ovije končno stran aluminijastega vodnika, tako da bakrene sponke in jedro prevodnika ne pridejo v stik z zrakom in vlago, kar dodatno zmanjša korozijo.Poleg tega prehodna varilna plast in ojačana varilna plast tesno pritrdita bakrene sponke in spoje aluminijaste žice, kar učinkovito poveča izvlečno silo spojev in poenostavi postopek obdelave.Vendar pa obstajajo tudi slabosti.Uporaba plazemskega varjenja pri proizvajalcih žičnih snopov zahteva ločeno namensko opremo za plazemsko varjenje, ki ima slabo vsestranskost in povečuje naložbe v osnovna sredstva proizvajalcev žičnih snopov.Drugič, v postopku plazemskega varjenja se spajka zaključi s kapilarnim delovanjem.Postopek zapolnjevanja vrzeli v območju stiskanja je nenadzorovan, kar ima za posledico nestabilno končno kakovost varjenja v priključnem območju plazemskega varjenja, kar ima za posledico velika odstopanja v električnih in mehanskih lastnostih.
Čas objave: 19. februarja 2024