Оскільки алюмінієві провідники все частіше використовуються в автомобільних джгутах проводів, у цій статті аналізується та організовується технологія з’єднання алюмінієвих джгутів електропроводки, а також аналізується та порівнюється ефективність різних методів з’єднання, щоб полегшити подальший вибір методів підключення алюмінієвих джгутів.
01 Огляд
З просуванням застосування алюмінієвих провідників в автомобільних джгутах проводів, використання алюмінієвих провідників замість традиційних мідних провідників поступово збільшується.Однак у процесі застосування алюмінієвих проводів замість мідних проводів електрохімічна корозія, високотемпературна повзучість і окислення провідника є проблемами, з якими необхідно зіткнутися та вирішити під час процесу застосування.У той же час застосування алюмінієвих проводів замість мідних проводів повинно відповідати вимогам оригінальних мідних проводів.Електричні та механічні властивості, щоб уникнути погіршення продуктивності.
Для вирішення таких проблем, як електрохімічна корозія, високотемпературна повзучість і окислення провідників під час застосування алюмінієвих проводів, в даний час в промисловості існує чотири основні методи з’єднання, а саме: зварювання тертям і зварювання тиском, зварювання тертям, ультразвукове зварювання і плазмове зварювання.
Нижче наведено аналіз і порівняння продуктивності принципів з’єднання та структур цих чотирьох типів з’єднань.
02 Зварювання тертям і зварювання тиском
Зварювання тертям і з’єднання під тиском: спочатку використовуйте мідні стрижні та алюмінієві стрижні для зварювання тертям, а потім штампуйте мідні стрижні для формування електричних з’єднань.Алюмінієві стрижні обробляються та формуються для формування алюмінієвих гофрованих кінців, а також виготовляються мідні та алюмінієві клеми.Потім алюмінієвий дріт вставляється в алюмінієвий обтискний кінець мідно-алюмінієвої клеми та гідравлічно обжимається через традиційне обладнання для обтиску джгутів, щоб завершити з’єднання між алюмінієвим провідником і мідно-алюмінієвою клемою, як показано на малюнку 1.
У порівнянні з іншими формами з’єднання, зварювання тертям і зварювання тиском утворюють перехідну зону мідно-алюмінієвого сплаву через зварювання тертям мідних стрижнів і алюмінієвих стрижнів.Зварювальна поверхня є більш однорідною та щільною, ефективно уникаючи проблеми термічної повзучості, спричиненої різними коефіцієнтами теплового розширення міді та алюмінію.Крім того, формування перехідної зони сплаву також ефективно запобігає електрохімічній корозії, викликаній різною активністю металів між міддю та алюмінієм.Подальша герметизація термозбіжними трубками використовується для ізоляції соляних бризок і водяної пари, що також ефективно запобігає виникненню електрохімічної корозії.Завдяки гідравлічному обжиму алюмінієвого дроту та алюмінієвого обтискного кінця мідно-алюмінієвої клеми моноволоконна структура алюмінієвого провідника та оксидний шар на внутрішній стінці алюмінієвого обтискного кінця руйнуються та відшаровуються, а потім холодний завершується між окремими проводами та між провідником алюмінієвого провідника та внутрішньою стінкою обтискного кінця.Комбінація зварювання покращує електричні характеристики з’єднання та забезпечує найнадійнішу механічну роботу.
03 Зварювання тертям
Зварювання тертям використовує алюмінієву трубку для обтиску та формування алюмінієвого провідника.Після зрізання торця виконується зварювання тертям з мідною клемою.Зварювальне з’єднання між дротяним провідником і мідною клемою виконується за допомогою зварювання тертям, як показано на малюнку 2.
Зварювання тертям з'єднує алюмінієві дроти.Спочатку алюмінієва трубка встановлюється на провідник алюмінієвого дроту шляхом опресування.Моноволоконна структура провідника пластифікована за допомогою гофрування для формування щільного круглого поперечного перерізу.Потім зварювальний поперечний переріз вирівнюється поворотом для завершення процесу.Підготовка зварювальних поверхонь.Один кінець мідної клеми - це структура електричного з'єднання, а інший кінець - зварювальна з'єднувальна поверхня мідної клеми.Зварювальна з’єднувальна поверхня мідної клеми та зварювальна поверхня алюмінієвого дроту зварюються та з’єднуються за допомогою зварювання тертям, а потім зварювальний флеш розрізається та формується для завершення процесу з’єднання алюмінієвого дроту для зварювання тертям.
У порівнянні з іншими формами з’єднання, зварювання тертям утворює перехідне з’єднання між міддю та алюмінієм через зварювання тертям між мідними клемами та алюмінієвими дротами, ефективно зменшуючи електрохімічну корозію міді та алюмінію.Перехідну зону зварювання тертям мідь-алюміній на більш пізньому етапі герметизують клейкою термозбіжною трубкою.Зона зварювання не буде піддаватися впливу повітря та вологи, що ще більше зменшить корозію.Крім того, зона зварювання — це місце, де провідник алюмінієвого дроту безпосередньо з’єднується з мідною клемою за допомогою зварювання, що ефективно збільшує силу висмикування з’єднання та спрощує процес обробки.
Однак недоліки також існують у з’єднанні алюмінієвих проводів і мідно-алюмінієвих клем на малюнку 1. Застосування фрикційного зварювання для виробників джгутів вимагає окремого спеціального фрикційного зварювального обладнання, яке має низьку універсальність і збільшує інвестиції в основні фонди дроту. виробники джгутів.По-друге, при зварюванні тертям Під час процесу моноволоконна структура дроту безпосередньо зварюється тертям із мідною клемою, що призводить до утворення порожнин у зоні з’єднання тертям.Наявність пилу та інших домішок вплине на кінцеву якість зварювання, викликаючи нестабільність механічних і електричних властивостей зварювального з'єднання.
04 Ультразвукове зварювання
Ультразвукове зварювання алюмінієвих проводів використовує ультразвукове зварювальне обладнання для з'єднання алюмінієвих проводів і мідних клем.Завдяки високочастотним коливанням зварювальної головки ультразвукового зварювального обладнання мононитки алюмінієвого дроту, алюмінієві дроти та мідні клеми з’єднуються разом, щоб завершити алюмінієвий дріт. З’єднання мідних клем показано на малюнку 3.
Ультразвукове зварювання - це коливання алюмінієвих проводів і мідних наконечників під дією ультразвукових хвиль високої частоти.Вібрація та тертя між міддю та алюмінієм завершують зв’язок між міддю та алюмінієм.Оскільки і мідь, і алюміній мають гранецентровану кубічну металеву кристалічну структуру, у середовищі високочастотних коливань. За цієї умови завершується заміщення атомів у металевій кристалічній структурі, утворюючи перехідний шар сплаву, що ефективно запобігає виникненню електрохімічної корозії. .У той же час під час процесу ультразвукового зварювання оксидний шар на поверхні мононитки алюмінієвого провідника відшаровується, а потім завершується зварювальне з’єднання між мононитками, що покращує електричні та механічні властивості з’єднання.
У порівнянні з іншими формами з’єднання ультразвукове зварювальне обладнання є широко використовуваним обладнанням для обробки виробниками джгутів.Не потребує нових інвестицій в основний капітал.У той же час термінали використовують мідні штамповані термінали, а вартість терміналу нижча, тому він має найкращу перевагу в ціні.Однак недоліки теж є.Порівняно з іншими формами з'єднання, ультразвукове зварювання має слабші механічні властивості та слабку стійкість до вібрації.Тому використання з’єднань ультразвукового зварювання не рекомендується в зонах високочастотної вібрації.
05 Плазмове зварювання
У плазмовому зварюванні використовуються мідні клеми та алюмінієві дроти для обтискного з’єднання, а потім, додаючи припій, плазмова дуга використовується для опромінення та нагрівання зварюваної ділянки, розплавлення припою, заповнення зони зварювання та завершення з’єднання алюмінієвого дроту, як показано на малюнку 4.
Для плазмового зварювання алюмінієвих провідників спочатку використовується плазмове зварювання мідних наконечників, а обтиск і кріплення алюмінієвих провідників завершується опресуванням.Клеми плазмового зварювання утворюють бочкоподібну структуру після обтиску, а потім область зварювання клеми заповнюється припоєм, що містить цинк, а обжатий кінець додається до припою, що містить цинк.Під опроміненням плазмової дуги припій, що містить цинк, нагрівається та розплавляється, а потім капілярно надходить у зазор дроту в зоні обтиску, щоб завершити процес з’єднання мідних клем та алюмінієвих проводів.
Алюмінієві дроти для плазмового зварювання завершують швидке з’єднання між алюмінієвими дротами та мідними клемами за допомогою обтиску, забезпечуючи надійні механічні властивості.У той же час, під час процесу обтиску, через коефіцієнт стиснення від 70% до 80%, руйнування та відшаровування оксидного шару провідника завершується, ефективно покращує електричні характеристики, зменшує контактний опір точок з’єднання та запобігає обігрів точок підключення.Потім додайте припій, що містить цинк, на кінець зони обтиску та використовуйте плазмовий промінь, щоб опромінити та нагріти зону зварювання.Припій, що містить цинк, нагрівається та розплавляється, і припій заповнює щілину в зоні обтиску завдяки капілярній дії, досягаючи розпилення солі в зоні обтиску.Пароізоляція запобігає виникненню електрохімічної корозії.У той же час, оскільки припій ізольований і буферизований, утворюється перехідна зона, яка ефективно запобігає виникненню термічної повзучості та знижує ризик підвищеного опору з’єднання при гарячих і холодних ударах.Завдяки плазмовому зварюванню зони з’єднання ефективно покращуються електричні характеристики зони з’єднання, а також додатково покращуються механічні властивості зони з’єднання.
У порівнянні з іншими формами з’єднання, плазмове зварювання ізолює мідні клеми та алюмінієві провідники через перехідний зварювальний шар і зміцнений зварювальний шар, ефективно зменшуючи електрохімічну корозію міді та алюмінію.Посилений шар зварювання огортає торець алюмінієвого провідника, щоб мідні клеми та сердечник провідника не контактували з повітрям і вологою, що ще більше зменшує корозію.Крім того, перехідний зварювальний шар і посилений зварювальний шар щільно фіксують мідні клеми та з’єднання алюмінієвого дроту, ефективно збільшуючи силу висмикування з’єднань і спрощуючи процес обробки.Однак недоліки теж є.Застосування плазмового зварювання виробниками джгутів вимагає окремого спеціального обладнання для плазмового зварювання, яке має низьку універсальність і збільшує інвестиції в основні фонди виробників джгутів.По-друге, у процесі плазмового зварювання припій завершується капілярною дією.Процес заповнення зазору в зоні обтиску є неконтрольованим, що призводить до нестабільної кінцевої якості зварювання в зоні з’єднання плазмового зварювання, що призводить до великих відхилень в електричних і механічних характеристиках.
Час публікації: 19 лютого 2024 р