از آنجایی که هادیهای آلومینیومی به طور فزایندهای در دستههای سیمکشی خودرو مورد استفاده قرار میگیرند، این مقاله به تجزیه و تحلیل و سازماندهی فناوری اتصال دسته سیمهای برق آلومینیومی میپردازد و عملکرد روشهای مختلف اتصال را برای تسهیل انتخاب بعدی روشهای اتصال دسته سیمهای برق آلومینیومی تحلیل و مقایسه میکند.
01 بررسی اجمالی
با ترویج استفاده از هادی های آلومینیومی در دسته سیم های خودرو، استفاده از هادی های آلومینیومی به جای هادی های مسی سنتی به تدریج در حال افزایش است.با این حال، در فرآیند کاربرد سیمهای آلومینیومی جایگزین سیمهای مسی، خوردگی الکتروشیمیایی، خزش در دمای بالا و اکسیداسیون هادی مشکلاتی هستند که باید در طول فرآیند کاربرد با آنها مواجه و حل شوند.در عین حال، استفاده از سیم های آلومینیومی جایگزین سیم های مسی باید الزامات سیم های مسی اصلی را برآورده کند.خواص الکتریکی و مکانیکی برای جلوگیری از تخریب عملکرد.
برای حل مشکلاتی مانند خوردگی الکتروشیمیایی، خزش در دمای بالا و اکسیداسیون رسانا در حین استفاده از سیم های آلومینیومی، در حال حاضر چهار روش اصلی اتصال در صنعت وجود دارد که عبارتند از: جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری تحت فشار، جوشکاری اصطکاکی، جوشکاری اولتراسونیک و جوش پلاسما
در ادامه تحلیل و مقایسه عملکرد اصول و ساختار اتصال این چهار نوع اتصال ارائه شده است.
02 جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری تحت فشار
جوشکاری اصطکاکی و اتصال فشاری ابتدا از میله های مسی و میله های آلومینیومی برای جوشکاری اصطکاکی استفاده کنید و سپس میله های مسی را مهر و موم کنید تا اتصالات الکتریکی ایجاد شود.میله های آلومینیومی ماشین کاری شده و شکل می گیرند تا انتهای چین دار آلومینیومی را تشکیل دهند و پایانه های مسی و آلومینیومی تولید می شوند.سپس سیم آلومینیومی به انتهای چین دار آلومینیومی ترمینال مس-آلومینیوم وارد می شود و به صورت هیدرولیکی از طریق تجهیزات چین دار دسته سیم سنتی مچ می شود تا اتصال بین هادی آلومینیومی و ترمینال مس-آلومینیوم تکمیل شود، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.
در مقایسه با سایر اشکال اتصال، جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری فشاری از طریق جوشکاری اصطکاکی میلههای مسی و میلههای آلومینیومی، منطقه انتقال آلیاژ مس-آلومینیوم را تشکیل میدهند.سطح جوش یکنواخت تر و متراکم تر است و به طور موثر از مشکل خزش حرارتی ناشی از ضرایب انبساط حرارتی مختلف مس و آلومینیوم جلوگیری می کند.علاوه بر این، تشکیل منطقه انتقال آلیاژ نیز به طور موثر از خوردگی الکتروشیمیایی ناشی از فعالیت های فلزی مختلف بین مس و آلومینیوم جلوگیری می کند.آب بندی بعدی با لوله های انقباض حرارتی برای جداسازی اسپری نمک و بخار آب استفاده می شود که همچنین به طور موثر از وقوع خوردگی الکتروشیمیایی جلوگیری می کند.از طریق پرس هیدرولیکی سیم آلومینیومی و انتهای چیندار آلومینیومی ترمینال مس-آلومینیوم، ساختار تک رشتهای هادی آلومینیومی و لایه اکسید روی دیواره داخلی انتهای چیندار آلومینیومی از بین میرود و پوسته میشود و سپس سرد میشود. بین سیم های تک و بین هادی آلومینیومی و دیواره داخلی انتهای چین کامل می شود.ترکیب جوشکاری عملکرد الکتریکی اتصال را بهبود می بخشد و مطمئن ترین عملکرد مکانیکی را ارائه می دهد.
03 جوشکاری اصطکاکی
در جوشکاری اصطکاکی از یک لوله آلومینیومی برای چین دادن و شکل دادن به هادی آلومینیومی استفاده می شود.پس از برش صفحه انتهایی، جوشکاری اصطکاکی با ترمینال مسی انجام می شود.همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، اتصال جوش بین هادی سیم و ترمینال مسی از طریق جوشکاری اصطکاکی تکمیل می شود.
جوشکاری اصطکاکی سیم های آلومینیومی را به هم متصل می کند.ابتدا لوله آلومینیومی از طریق چین دادن روی هادی سیم آلومینیومی نصب می شود.ساختار تک رشته ای هادی از طریق چین خوردگی پلاستیکی می شود تا یک مقطع دایره ای محکم ایجاد کند.سپس سطح مقطع جوشکاری با چرخاندن برای تکمیل فرآیند صاف می شود.آماده سازی سطوح جوشکاری.یک سر ترمینال مسی ساختار اتصال الکتریکی است و سر دیگر سطح اتصال جوشکاری ترمینال مسی است.سطح اتصال جوش ترمینال مسی و سطح جوش سیم آلومینیومی جوش داده شده و از طریق جوش اصطکاکی به هم متصل می شوند و سپس فلاش جوش بریده شده و شکل می گیرد تا فرآیند اتصال سیم آلومینیومی جوش اصطکاکی تکمیل شود.
در مقایسه با سایر اشکال اتصال، جوشکاری اصطکاکی یک اتصال انتقالی بین مس و آلومینیوم از طریق جوشکاری اصطکاکی بین پایانههای مسی و سیمهای آلومینیومی ایجاد میکند و به طور موثر خوردگی الکتروشیمیایی مس و آلومینیوم را کاهش میدهد.منطقه انتقال جوشکاری اصطکاکی مس-آلومینیوم با لوله های انقباض حرارتی چسبنده در مرحله بعدی مهر و موم می شود.محل جوشکاری در معرض هوا و رطوبت نخواهد بود و باعث کاهش بیشتر خوردگی می شود.علاوه بر این، ناحیه جوشکاری جایی است که هادی سیم آلومینیومی از طریق جوش مستقیماً به ترمینال مسی متصل می شود که به طور موثر نیروی کشش اتصال را افزایش می دهد و فرآیند پردازش را ساده می کند.
با این حال، معایبی نیز در ارتباط بین سیمهای آلومینیومی و پایانههای مس-آلومینیوم در شکل 1 وجود دارد. استفاده از جوش اصطکاکی برای سازندگان مهار سیم به تجهیزات جوش اصطکاکی جداگانهای نیاز دارد که تطبیق پذیری ضعیفی دارد و سرمایهگذاری در داراییهای ثابت سیم را افزایش میدهد. سازندگان مهارثانیاً، در جوشکاری اصطکاکی در طول فرآیند، ساختار تک رشته ای سیم به طور مستقیم با ترمینال مسی اصطکاکی جوش داده می شود و در نتیجه حفره هایی در ناحیه اتصال جوش اصطکاکی ایجاد می شود.وجود گرد و غبار و سایر ناخالصی ها بر کیفیت نهایی جوش تأثیر می گذارد و باعث ناپایداری در خواص مکانیکی و الکتریکی اتصال جوش می شود.
04 جوشکاری اولتراسونیک
در جوشکاری التراسونیک سیم های آلومینیومی از تجهیزات جوشکاری اولتراسونیک برای اتصال سیم های آلومینیومی و پایانه های مسی استفاده می شود.از طریق نوسان با فرکانس بالا سر جوش تجهیزات جوش اولتراسونیک، تک رشته های سیم آلومینیومی و سیم های آلومینیومی و پایانه های مسی به یکدیگر متصل می شوند تا سیم آلومینیومی کامل شود و اتصال پایانه های مسی در شکل 3 نشان داده شده است.
اتصال جوش اولتراسونیک زمانی است که سیم های آلومینیومی و پایانه های مسی در امواج اولتراسونیک با فرکانس بالا ارتعاش می کنند.لرزش و اصطکاک بین مس و آلومینیوم ارتباط بین مس و آلومینیوم را کامل می کند.از آنجایی که هم مس و هم آلومینیوم ساختار کریستالی فلزی مکعبی رو به مرکز دارند، در یک محیط نوسانی با فرکانس بالا، در این شرایط، جایگزینی اتمی در ساختار کریستالی فلزی تکمیل می شود تا یک لایه انتقال آلیاژ تشکیل شود، که به طور موثر از وقوع خوردگی الکتروشیمیایی جلوگیری می کند. .در عین حال در طی فرآیند جوشکاری اولتراسونیک، لایه اکسیدی روی سطح تک رشته هادی آلومینیومی کنده می شود و سپس اتصال جوش بین مونوفیلامنت ها تکمیل می شود که باعث بهبود خواص الکتریکی و مکانیکی اتصال می شود.
در مقایسه با سایر اشکال اتصال، تجهیزات جوش اولتراسونیک یک تجهیزات پردازش معمولی برای تولید کنندگان مهار سیم است.نیازی به سرمایه گذاری دارایی ثابت جدید ندارد.در عین حال، ترمینال ها از پایانه های مسی مهر شده استفاده می کنند و هزینه ترمینال کمتر است، بنابراین بهترین مزیت هزینه را دارد.با این حال، معایب نیز وجود دارد.در مقایسه با سایر اشکال اتصال، جوشکاری اولتراسونیک دارای خواص مکانیکی ضعیف تر و مقاومت در برابر لرزش ضعیف است.بنابراین استفاده از اتصالات جوش اولتراسونیک در نواحی ارتعاشی با فرکانس بالا توصیه نمی شود.
05 جوش پلاسما
در جوش پلاسما از پایانههای مسی و سیمهای آلومینیومی برای اتصال چین استفاده میشود و سپس با افزودن لحیم، قوس پلاسما برای تابش و گرم کردن ناحیه مورد جوش، ذوب لحیم، پر کردن ناحیه جوش و تکمیل اتصال سیم آلومینیومی استفاده میشود. در شکل 4 نشان داده شده است.
در جوش پلاسما هادی های آلومینیومی ابتدا از جوش پلاسمایی ترمینال های مسی استفاده می شود و پرس و بست هادی های آلومینیومی با چین خوردگی کامل می شود.پایانه های جوش پلاسما پس از چین خوردگی ساختاری بشکه ای شکل را تشکیل می دهند و سپس محل جوش پایانه با لحیم حاوی روی پر می شود و انتهای چین خورده لحیم حاوی روی Add است.تحت تابش قوس پلاسما، لحیم کاری حاوی روی گرم و ذوب می شود و سپس از طریق عمل مویرگی وارد شکاف سیم در ناحیه چین می شود تا فرآیند اتصال پایانه های مسی و سیم های آلومینیومی را تکمیل کند.
سیمهای آلومینیومی جوش پلاسما اتصال سریع بین سیمهای آلومینیومی و پایانههای مسی را از طریق چین خوردگی کامل میکنند و خواص مکانیکی قابل اعتمادی را ارائه میدهند.در عین حال، در طول فرآیند چین دادن، از طریق نسبت تراکم 70% تا 80%، تخریب و کنده شدن لایه اکسیدی هادی کامل می شود، به طور موثر عملکرد الکتریکی را بهبود می بخشد، مقاومت تماس نقاط اتصال را کاهش می دهد و از جلوگیری می کند. گرمایش نقاط اتصالسپس لحیم کاری حاوی روی را به انتهای ناحیه چین اضافه کنید و از یک پرتو پلاسما برای تابش و گرم کردن ناحیه جوش استفاده کنید.لحیم کاری حاوی روی گرم و ذوب می شود و لحیم کاری شکاف در ناحیه چین خوردگی را از طریق عمل مویرگی پر می کند و به آب نمک پاشش در ناحیه چین می رسد.جداسازی بخار از وقوع خوردگی الکتروشیمیایی جلوگیری می کند.در عین حال، به دلیل ایزوله شدن و بافر بودن لحیم کاری، یک ناحیه انتقال تشکیل می شود که به طور موثری از وقوع خزش حرارتی جلوگیری می کند و خطر افزایش مقاومت اتصال را تحت شوک های گرم و سرد کاهش می دهد.از طریق جوش پلاسما ناحیه اتصال، عملکرد الکتریکی ناحیه اتصال به طور موثر بهبود می یابد و خواص مکانیکی ناحیه اتصال نیز بیشتر بهبود می یابد.
در مقایسه با سایر اشکال اتصال، جوش پلاسما پایانههای مس و هادیهای آلومینیومی را از طریق لایه جوش انتقالی جدا میکند و لایه جوش را تقویت میکند و به طور موثر خوردگی الکتروشیمیایی مس و آلومینیوم را کاهش میدهد.و لایه جوش تقویت شده سطح انتهایی هادی آلومینیومی را می پوشاند تا پایانه های مس و هسته هادی با هوا و رطوبت تماس نداشته باشند و باعث کاهش بیشتر خوردگی شود.علاوه بر این، لایه جوش انتقالی و لایه جوش تقویت شده، پایانههای مسی و مفاصل سیم آلومینیومی را محکم ثابت میکنند، و به طور موثر نیروی کشش اتصالات را افزایش میدهند و فرآیند پردازش را ساده میکنند.با این حال، معایب نیز وجود دارد.استفاده از جوش پلاسما برای تولید کنندگان مهار سیم نیازمند تجهیزات جوش پلاسما جداگانه جداگانه است که تطبیق پذیری ضعیفی دارد و سرمایه گذاری در دارایی های ثابت سازندگان مهار سیم را افزایش می دهد.در مرحله دوم، در فرآیند جوش پلاسما، لحیم کاری با عمل مویرگی کامل می شود.فرآیند پر کردن شکاف در ناحیه چینخوردگی غیرقابل کنترل است و در نتیجه کیفیت جوش نهایی ناپایدار در ناحیه اتصال جوش پلاسما و در نتیجه انحرافات زیادی در عملکرد الکتریکی و مکانیکی ایجاد میشود.
زمان ارسال: فوریه-19-2024