Poiché i conduttori di alluminio sono sempre più utilizzati nei cablaggi automobilistici, questo articolo analizza e organizza la tecnologia di connessione dei cablaggi di energia in alluminio e analisi e confronta le prestazioni di diversi metodi di connessione per facilitare la selezione successiva dei metodi di connessione del cablaggio dell'aluminio.
01 Panoramica
Con la promozione dell'applicazione di conduttori di alluminio nei cablaggi automobilistici, l'uso di conduttori di alluminio anziché conduttori di rame tradizionali è gradualmente in aumento. Tuttavia, nel processo di applicazione dei fili di alluminio che sostituiscono i fili di rame, la corrosione elettrochimica, il creep ad alta temperatura e l'ossidazione del conduttore sono problemi che devono essere affrontati e risolti durante il processo di applicazione. Allo stesso tempo, l'applicazione di fili in alluminio che sostituisce i fili di rame deve soddisfare i requisiti dei fili di rame originali. Proprietà elettriche e meccaniche per evitare il degrado delle prestazioni.
Al fine di risolvere problemi come la corrosione elettrochimica, il creep ad alta temperatura e l'ossidazione del conduttore durante l'applicazione di fili di alluminio, attualmente ci sono quattro metodi di connessione tradizionali nel settore, vale a dire: saldatura di attrito e saldatura a pressione, saldatura ad attrito, saldatura ultrasonica e saldatura al plasma.
Di seguito è riportato un confronto di analisi e prestazioni dei principi e delle strutture di connessione di questi quattro tipi di connessioni.
02 saldatura dell'attrito e saldatura a pressione
La saldatura dell'attrito e l'adesione alla pressione, usano prima le aste di rame e le aste di alluminio per la saldatura dell'attrito, quindi timbra le aste di rame per formare collegamenti elettrici. Le aste di alluminio sono lavorate e modellate per formare le estremità della piega in alluminio e vengono prodotti i terminali di rame e alluminio. Quindi il filo di alluminio viene inserito nell'estremità di piegatura in alluminio del terminale di rame-alluminio e crollata idraulicamente attraverso le attrezzature tradizionali di crimpaggio del cablaggio per completare la connessione tra il conduttore di alluminio e il terminale di rame-alluminio, come mostrato nella Figura 1.
Rispetto ad altre forme di connessione, la saldatura dell'attrito e la saldatura a pressione formano una zona di transizione in lega di rame-alluminio attraverso la saldatura di attrito di aste di rame e aste di alluminio. La superficie di saldatura è più uniforme e densa, evitando efficacemente il problema di scorrimento termico causato da diversi coefficienti di espansione termica di rame e alluminio. , Inoltre, la formazione della zona di transizione in lega evita efficacemente la corrosione elettrochimica causata dalle diverse attività metalliche tra rame e alluminio. Il successivo sigillatura con tubi di restringimento del calore viene utilizzata per isolare la spruzzo salino e il vapore acqueo, che evita anche effettivamente il verificarsi di corrosione elettrochimica. Attraverso la crimpatura idraulica del filo di alluminio e la crimpatura in alluminio del terminale di rame-alluminio, la struttura monofilamento del conduttore di alluminio e lo strato di ossido sul muro interno della fine della crimpata in alluminio della mura di crimpata della mura di crimpata. La combinazione di saldatura migliora le prestazioni elettriche della connessione e fornisce le prestazioni meccaniche più affidabili.
03 saldatura dell'attrito
La saldatura dell'attrito utilizza un tubo di alluminio per piegare e modellare il conduttore di alluminio. Dopo aver tagliato la faccia finale, la saldatura attrito viene eseguita con il terminale di rame. La connessione di saldatura tra il conduttore di filo e il terminale di rame viene completato attraverso la saldatura dell'attrito, come mostrato nella Figura 2.
La saldatura dell'attrito collega i fili di alluminio. Innanzitutto, il tubo di alluminio è installato sul conduttore del filo di alluminio attraverso la crimpatura. La struttura monofilamento del conduttore è plastificata attraverso la crimpatura per formare una sezione circolare stretta. Quindi la sezione trasversale di saldatura viene appiattita girando per completare il processo. Preparazione delle superfici di saldatura. Un'estremità del terminale di rame è la struttura di connessione elettrica e l'altra estremità è la superficie di collegamento di saldatura del terminale di rame. La superficie di connessione di saldatura del terminale di rame e la superficie di saldatura del filo di alluminio vengono saldati e collegati attraverso la saldatura dell'attrito, quindi il flash di saldatura viene tagliato e modellato per completare il processo di connessione del filo di alluminio di saldatura ad attrito.
Rispetto ad altre forme di connessione, le forme di saldatura di attrito una connessione di transizione tra rame e alluminio attraverso la saldatura di attrito tra terminali di rame e fili di alluminio, riducendo efficacemente la corrosione elettrochimica di rame e alluminio. La zona di transizione di saldatura ad attrito di rame-alluminio è sigillata con tubi di restringimento del calore adesivo nella fase successiva. L'area di saldatura non sarà esposta all'aria e all'umidità, riducendo ulteriormente la corrosione. Inoltre, l'area di saldatura è dove il conduttore di filo in alluminio è direttamente collegato al terminale di rame attraverso la saldatura, il che aumenta efficacemente la forza di estrazione del giunto e semplifica il processo di elaborazione.
Tuttavia, esistono anche gli svantaggi nella connessione tra fili di alluminio e terminali di rame-alluminio nella Figura 1. L'applicazione della saldatura dell'attrito ai produttori di cablaggi richiede attrezzature di saldatura a attrito speciale separate, che hanno scarsa versatilità e aumenta gli investimenti nelle risorse fisse dei produttori di cablaggi. In secondo luogo, nella saldatura dell'attrito durante il processo, la struttura monofilamento del filo è direttamente saldata con il terminale di rame, con conseguenti cavità nell'area di collegamento della saldatura dell'attrito. La presenza di polvere e altre impurità influenzerà la qualità della saldatura finale, causando instabilità nelle proprietà meccaniche ed elettriche della connessione di saldatura.
04 Saldatura ad ultrasuoni
La saldatura ad ultrasuoni di fili in alluminio utilizza attrezzature di saldatura ad ultrasuoni per collegare i fili di alluminio e i terminali di rame. Attraverso l'oscillazione ad alta frequenza della testa di saldatura dell'attrezzatura di saldatura ad ultrasuoni, i monofilamenti del filo di alluminio e i fili di alluminio e i terminali di rame sono collegati insieme per completare il filo di alluminio e la connessione dei terminali di rame è mostrato nella Figura 3.
La connessione di saldatura ad ultrasuoni è quando i fili di alluminio e i terminali di rame vibrano a onde ad ultrasuoni ad alta frequenza. Vibrazione e attrito tra rame e alluminio completano la connessione tra rame e alluminio. Poiché sia il rame che l'alluminio hanno una struttura di cristalli di metallo cubico centrato sul viso, in un ambiente di oscillazione ad alta frequenza in questa condizione, la sostituzione atomica nella struttura dei cristalli metallici è completato per formare uno strato di transizione in lega, evitando efficacemente la presenza di corrosione elettrochimica. Allo stesso tempo, durante il processo di saldatura ad ultrasuoni, viene completato lo strato di ossido sulla superficie del monofilamento del conduttore di alluminio, quindi viene completata la connessione di saldatura tra i monofilamenti, il che migliora le proprietà elettriche e meccaniche della connessione.
Rispetto ad altri moduli di connessione, l'attrezzatura di saldatura ad ultrasuoni è un'attrezzatura di elaborazione comunemente usata per i produttori di cablaggi. Non richiede nuovi investimenti a tempo fisso. Allo stesso tempo, i terminali utilizzano terminali timbrati in rame e il costo del terminale è inferiore, quindi ha il miglior vantaggio in termini di costi. Tuttavia, esistono anche svantaggi. Rispetto ad altre forme di connessione, la saldatura ad ultrasuoni ha proprietà meccaniche più deboli e scarsa resistenza alle vibrazioni. Pertanto, l'uso di connessioni di saldatura ad ultrasuoni non è raccomandato nelle aree di vibrazione ad alta frequenza.
05 saldatura al plasma
La saldatura al plasma utilizza terminali di rame e fili di alluminio per la connessione della crimpatura, quindi aggiungendo la saldatura, l'arco del plasma viene utilizzato per irradiarsi e riscaldare l'area da saldare, sciogliere la saldatura, riempire l'area di saldatura e completare la connessione del filo di alluminio, come mostrato nella Figura 4.
La saldatura al plasma di conduttori di alluminio utilizza per la prima volta la saldatura al plasma di terminali di rame e la crimpatura e il fissaggio dei conduttori di alluminio vengono completati mediante crimpatura. I terminali di saldatura al plasma formano una struttura a forma di barilotto dopo la crimpazione, quindi l'area di saldatura del terminal è riempita con saldatura contenente zinco e la fine piegata è aggiunta saldatura contenente zinco. Sotto l'irradiazione dell'arco plasmatico, la saldatura contenente zinco viene riscaldata e sciolta, e quindi entra nel gap del filo nell'area di crimping attraverso l'azione capillare per completare il processo di connessione dei terminali di rame e dei cavi in alluminio.
I fili di alluminio di saldatura al plasma completano la connessione rapida tra i fili di alluminio e i terminali di rame attraverso la crimpatura, fornendo proprietà meccaniche affidabili. Allo stesso tempo, durante il processo di crimpatura, attraverso un rapporto di compressione del 70% all'80%, la distruzione e il peeling dello strato di ossido del conduttore vengono completati, migliorare efficacemente le prestazioni elettriche, ridurre la resistenza di contatto dei punti di connessione e impedire il riscaldamento dei punti di connessione. Quindi aggiungi la saldatura contenente zinco alla fine dell'area di crimping e usa un raggio di plasma per irradiare e riscaldare l'area di saldatura. La saldatura contenente zinco viene riscaldata e sciolta e la saldatura colma il divario nell'area di piegatura attraverso un'azione capillare, raggiungendo acqua salina a spruzzo salino nell'area di crimping. L'isolamento del vapore evita il verificarsi di corrosione elettrochimica. Allo stesso tempo, poiché la saldatura è isolata e tamponata, si forma una zona di transizione, che evita efficacemente il verificarsi di scorrimento termico e riduce il rischio di una maggiore resistenza alla connessione sotto shock caldi e freddi. Attraverso la saldatura al plasma dell'area di collegamento, le prestazioni elettriche dell'area di collegamento vengono effettivamente migliorate e anche le proprietà meccaniche dell'area di connessione sono ulteriormente migliorate.
Rispetto ad altre forme di connessione, la saldatura al plasma isola i terminali di rame e i conduttori di alluminio attraverso lo strato di saldatura di transizione e lo strato di saldatura rafforzato, riducendo efficacemente la corrosione elettrochimica di rame e alluminio. E lo strato di saldatura rinforzato avvolge la faccia finale del conduttore di alluminio in modo che i terminali di rame e il nucleo del conduttore non entrino in contatto con l'aria e l'umidità, riducendo ulteriormente la corrosione. Inoltre, lo strato di saldatura di transizione e lo strato di saldatura rinforzato fissano strettamente i terminali di rame e i giunti a filo di alluminio, aumentando efficacemente la forza di estrazione dei giunti e semplificando il processo di elaborazione. Tuttavia, esistono anche svantaggi. L'applicazione della saldatura al plasma ai produttori di cablaggi richiede attrezzature per saldatura al plasma dedicate, che hanno una scarsa versatilità e aumenta l'investimento nelle immobilizzazioni dei produttori di cablaggi. In secondo luogo, nel processo di saldatura al plasma, la saldatura è completata dall'azione capillare. Il processo di riempimento del divario nell'area di crimpatura è incontrollabile, con conseguente qualità di saldatura finale instabile nell'area di connessione della saldatura al plasma, con conseguenti grandi deviazioni nelle prestazioni elettriche e meccaniche.
Tempo post: febbraio-19-2024