Otomotiv kablo demetlerinde alüminyum iletkenler giderek daha fazla kullanıldığından, bu makale alüminyum güç kablo demetlerinin bağlantı teknolojisini analiz edip düzenlemekte ve daha sonra alüminyum güç kablo demeti bağlantı yöntemlerinin seçimini kolaylaştırmak için farklı bağlantı yöntemlerinin performansını analiz edip karşılaştırmaktadır.
01 Genel Bakış
Otomobil kablo demetlerinde alüminyum iletkenlerin uygulanmasının teşvik edilmesiyle birlikte, geleneksel bakır iletkenler yerine alüminyum iletkenlerin kullanımı giderek artmaktadır. Ancak, bakır tellerin yerine alüminyum tellerin uygulanması sürecinde, elektrokimyasal korozyon, yüksek sıcaklık sürünmesi ve iletken oksidasyonu, uygulama sürecinde karşılaşılması ve çözülmesi gereken sorunlardır. Aynı zamanda, bakır tellerin yerine alüminyum tellerin uygulanması, orijinal bakır tellerin gereksinimlerini karşılamalıdır. Performans düşüşünü önlemek için elektriksel ve mekanik özellikler.
Alüminyum tellerin uygulanması sırasında elektrokimyasal korozyon, yüksek sıcaklık sürünmesi ve iletken oksidasyonu gibi sorunları çözmek amacıyla sektörde şu anda dört ana bağlantı yöntemi kullanılmaktadır: sürtünme kaynağı ve basınç kaynağı, sürtünme kaynağı, ultrasonik kaynak ve plazma kaynağı.
Aşağıda bu dört tip bağlantının bağlantı prensipleri ve yapılarının analizi ve performans karşılaştırması yer almaktadır.
02 Sürtünme kaynağı ve basınç kaynağı
Sürtünme kaynağı ve basınç birleştirme, önce sürtünme kaynağı için bakır çubuklar ve alüminyum çubuklar kullanın ve ardından elektrik bağlantıları oluşturmak için bakır çubukları damgalayın. Alüminyum çubuklar işlenir ve alüminyum sıkma uçları oluşturmak için şekillendirilir ve bakır ve alüminyum terminaller üretilir. Daha sonra alüminyum tel, bakır-alüminyum terminalinin alüminyum sıkma ucuna yerleştirilir ve Şekil 1'de gösterildiği gibi alüminyum iletken ile bakır-alüminyum terminal arasındaki bağlantıyı tamamlamak için geleneksel kablo demeti sıkma ekipmanıyla hidrolik olarak sıkılır.
Diğer bağlantı biçimleriyle karşılaştırıldığında, sürtünme kaynağı ve basınç kaynağı, bakır çubukların ve alüminyum çubukların sürtünme kaynağı yoluyla bir bakır-alüminyum alaşım geçiş bölgesi oluşturur. Kaynak yüzeyi daha düzgün ve yoğundur ve bakır ve alüminyumun farklı termal genleşme katsayılarından kaynaklanan termal sürünme sorununu etkili bir şekilde önler. Ayrıca, alaşım geçiş bölgesinin oluşumu, bakır ve alüminyum arasındaki farklı metal aktivitelerinden kaynaklanan elektrokimyasal korozyonu da etkili bir şekilde önler. Daha sonra ısıyla daralan borularla sızdırmazlık, tuz püskürtme ve su buharını izole etmek için kullanılır ve bu da elektrokimyasal korozyonun oluşmasını etkili bir şekilde önler. Alüminyum telin ve bakır-alüminyum terminalinin alüminyum kıvrım ucunun hidrolik olarak kıvrılmasıyla, alüminyum iletkenin monofilament yapısı ve alüminyum kıvrım ucunun iç duvarındaki oksit tabakası tahrip olur ve soyulur ve daha sonra tek teller arasında ve alüminyum iletken iletken ile kıvrım ucunun iç duvarı arasında soğuk tamamlanır. Kaynak kombinasyonu, bağlantının elektriksel performansını iyileştirir ve en güvenilir mekanik performansı sağlar.
03 Sürtünme kaynağı
Sürtünme kaynağı, alüminyum iletkeni kıvırmak ve şekillendirmek için bir alüminyum tüp kullanır. Uç yüzeyi kesildikten sonra, bakır terminal ile sürtünme kaynağı yapılır. Tel iletken ile bakır terminal arasındaki kaynak bağlantısı, Şekil 2'de gösterildiği gibi sürtünme kaynağı ile tamamlanır.
Sürtünme kaynağı alüminyum telleri birbirine bağlar. İlk olarak alüminyum boru, kıvrılarak alüminyum telin iletkenine yerleştirilir. İletkenin monofilament yapısı kıvrılarak sıkı bir dairesel kesit oluşturmak üzere plastikleştirilir. Daha sonra kaynak kesiti döndürülerek düzleştirilerek işlem tamamlanır. Kaynak yüzeylerinin hazırlanması. Bakır terminalinin bir ucu elektrik bağlantı yapısı, diğer ucu ise bakır terminalinin kaynak bağlantı yüzeyidir. Bakır terminalinin kaynak bağlantı yüzeyi ve alüminyum telin kaynak yüzeyi sürtünme kaynağı ile kaynaklanarak bağlanır ve daha sonra kaynak flaşı kesilerek şekillendirilerek sürtünme kaynak alüminyum telinin bağlantı işlemi tamamlanır.
Diğer bağlantı biçimleriyle karşılaştırıldığında, sürtünme kaynağı, bakır terminalleri ve alüminyum teller arasındaki sürtünme kaynağı yoluyla bakır ve alüminyum arasında bir geçiş bağlantısı oluşturur ve bakır ve alüminyumun elektrokimyasal korozyonunu etkili bir şekilde azaltır. Bakır-alüminyum sürtünme kaynağı geçiş bölgesi, daha sonraki aşamada yapışkan ısıyla daralan boru ile kapatılır. Kaynak alanı havaya ve neme maruz kalmayacak ve korozyonu daha da azaltacaktır. Ek olarak, kaynak alanı, alüminyum tel iletkeninin kaynak yoluyla doğrudan bakır terminaline bağlandığı yerdir ve bu, birleştirmenin çekme kuvvetini etkili bir şekilde artırır ve işleme sürecini basitleştirir.
Ancak, Şekil 1'deki alüminyum teller ile bakır-alüminyum terminaller arasındaki bağlantıda dezavantajlar da mevcuttur. Sürtünme kaynağının kablo demeti üreticilerine uygulanması, çok yönlülüğü zayıf olan ve kablo demeti üreticilerinin sabit varlıklarına yatırımı artıran ayrı özel sürtünme kaynak ekipmanı gerektirir. İkincisi, sürtünme kaynağında İşlem sırasında, telin monofilament yapısı doğrudan bakır terminalle sürtünme kaynağı yapılarak sürtünme kaynağı bağlantı alanında boşluklar oluşur. Toz ve diğer safsızlıkların varlığı, nihai kaynak kalitesini etkileyerek kaynak bağlantısının mekanik ve elektriksel özelliklerinde dengesizliğe neden olur.
04 Ultrasonik kaynak
Alüminyum tellerin ultrasonik kaynaklanması, alüminyum telleri ve bakır terminalleri bağlamak için ultrasonik kaynak ekipmanı kullanır. Ultrasonik kaynak ekipmanının kaynak kafasının yüksek frekanslı salınımı yoluyla, alüminyum tel monofilamentleri ve alüminyum teller ve bakır terminaller alüminyum teli tamamlamak için birbirine bağlanır ve Bakır terminallerin bağlantısı Şekil 3'te gösterilmiştir.
Ultrasonik kaynak bağlantısı, alüminyum teller ve bakır terminallerin yüksek frekanslı ultrasonik dalgalarda titreşmesidir. Bakır ve alüminyum arasındaki titreşim ve sürtünme, bakır ve alüminyum arasındaki bağlantıyı tamamlar. Hem bakır hem de alüminyum, yüksek frekanslı salınım ortamında yüz merkezli kübik metal kristal yapısına sahip olduğundan, bu koşul altında, metal kristal yapısındaki atomik yer değiştirme, bir alaşım geçiş tabakası oluşturmak için tamamlanır ve elektrokimyasal korozyonun oluşmasını etkili bir şekilde önler. Aynı zamanda, ultrasonik kaynak işlemi sırasında, alüminyum iletken monofilamentinin yüzeyindeki oksit tabakası soyulur ve ardından monofilamentler arasındaki kaynak bağlantısı tamamlanır, bu da bağlantının elektriksel ve mekanik özelliklerini iyileştirir.
Diğer bağlantı biçimleriyle karşılaştırıldığında, ultrasonik kaynak ekipmanı kablo demeti üreticileri için yaygın olarak kullanılan bir işleme ekipmanıdır. Yeni sabit varlık yatırımı gerektirmez. Aynı zamanda, terminaller bakır damgalı terminaller kullanır ve terminal maliyeti daha düşüktür, bu nedenle en iyi maliyet avantajına sahiptir. Ancak dezavantajları da vardır. Diğer bağlantı biçimleriyle karşılaştırıldığında, ultrasonik kaynak daha zayıf mekanik özelliklere ve zayıf titreşim direncine sahiptir. Bu nedenle, yüksek frekanslı titreşim alanlarında ultrasonik kaynak bağlantılarının kullanılması önerilmez.
05 Plazma kaynak
Plazma kaynağı, kıvrımlı bağlantı için bakır terminaller ve alüminyum teller kullanır ve daha sonra lehim eklenerek plazma arkı, kaynak yapılacak alanı ışınlamak ve ısıtmak, lehimi eritmek, kaynak alanını doldurmak ve alüminyum tel bağlantısını tamamlamak için kullanılır, Şekil 4'te gösterilmiştir.
Alüminyum iletkenlerin plazma kaynağı, ilk olarak bakır terminallerin plazma kaynağını kullanır ve alüminyum iletkenlerin kıvrılması ve sabitlenmesi kıvrılma ile tamamlanır. Plazma kaynak terminalleri kıvrıldıktan sonra namlu şeklinde bir yapı oluşturur ve ardından terminal kaynak alanı çinko içeren lehimle doldurulur ve kıvrılan uca Çinko içeren lehim eklenir. Plazma arkının ışınlanması altında, çinko içeren lehim ısıtılır ve eritilir ve ardından kılcal etki yoluyla kıvrılma alanındaki tel boşluğuna girerek bakır terminallerin ve alüminyum tellerin bağlantı sürecini tamamlar.
Plazma kaynak alüminyum telleri, kıvrım yoluyla alüminyum teller ile bakır terminaller arasındaki hızlı bağlantıyı tamamlayarak güvenilir mekanik özellikler sağlar. Aynı zamanda, kıvrım işlemi sırasında, %70 ila %80'lik bir sıkıştırma oranı ile iletkenin oksit tabakasının tahribatı ve soyulması tamamlanır, Elektriksel performansı etkili bir şekilde iyileştirir, bağlantı noktalarının temas direncini azaltır ve bağlantı noktalarının ısınmasını önler. Daha sonra kıvrım alanının sonuna çinko içeren lehim ekleyin ve kaynak alanını ışınlamak ve ısıtmak için bir plazma ışını kullanın. Çinko içeren lehim ısıtılır ve eritilir ve lehim, kılcal etki yoluyla kıvrım alanındaki boşluğu doldurarak kıvrım alanında tuzlu su püskürtme elde eder. Buhar izolasyonu, elektrokimyasal korozyonun oluşmasını önler. Aynı zamanda, lehim izole edildiği ve tamponlandığı için, termal sürünmenin oluşmasını etkili bir şekilde önleyen ve sıcak ve soğuk şoklar altında bağlantı direncinin artması riskini azaltan bir geçiş bölgesi oluşur. Bağlantı bölgesinin plazma kaynağı ile kaynaklanması sayesinde, bağlantı bölgesinin elektriksel performansı etkin bir şekilde iyileştirilirken, bağlantı bölgesinin mekanik özellikleri de daha da iyileştirilmektedir.
Diğer bağlantı biçimleriyle karşılaştırıldığında, plazma kaynağı, geçiş kaynak tabakası ve güçlendirilmiş kaynak tabakası aracılığıyla bakır terminalleri ve alüminyum iletkenleri izole ederek bakır ve alüminyumun elektrokimyasal korozyonunu etkili bir şekilde azaltır. Ve güçlendirilmiş kaynak tabakası, bakır terminallerin ve iletken çekirdeğin hava ve nemle temas etmemesi için alüminyum iletkenin uç yüzünü sarar ve korozyonu daha da azaltır. Ek olarak, geçiş kaynak tabakası ve güçlendirilmiş kaynak tabakası, bakır terminalleri ve alüminyum tel bağlantılarını sıkıca sabitleyerek, bağlantıların çekme kuvvetini etkili bir şekilde artırır ve işleme sürecini basitleştirir. Ancak, dezavantajlar da vardır. Plazma kaynağının kablo demeti üreticilerine uygulanması, çok yönlülüğü zayıf olan ve kablo demeti üreticilerinin sabit varlıklarına yapılan yatırımı artıran ayrı özel plazma kaynak ekipmanı gerektirir. İkincisi, plazma kaynak işleminde lehim, kılcal etki ile tamamlanır. Kıvrım alanındaki boşluk doldurma işlemi kontrol edilemez, bu da plazma kaynak bağlantı alanında dengesiz nihai kaynak kalitesine neden olur ve bu da elektriksel ve mekanik performansta büyük sapmalara yol açar.
Gönderi zamanı: 19-Şub-2024