Siccomu i cunduttori d'aluminiu sò sempre più aduprati in i cablaggi automobilistici, questu articulu analizza è urganizeghja a tecnulugia di cunnessione di i cablaggi di putenza in aluminiu, è analizza è paraguna e prestazioni di diversi metudi di cunnessione per facilità a selezzione successiva di i metudi di cunnessione di u cablaggio di putenza in aluminiu.
01 Panoramica
Cù a prumuzione di l'applicazione di cunduttori d'aluminiu in i cablaggi di l'automobile, l'usu di cunduttori d'aluminiu invece di i cunduttori di rame tradiziunali hè in crescita graduale. Tuttavia, in u prucessu d'applicazione di fili d'aluminiu chì rimpiazzanu i fili di rame, a currusione elettrochimica, u creep à alta temperatura è l'ossidazione di i cunduttori sò prublemi chì devenu esse affrontati è risolti durante u prucessu d'applicazione. À u listessu tempu, l'applicazione di fili d'aluminiu chì rimpiazzanu i fili di rame deve risponde à i requisiti di i fili di rame originali. Proprietà elettriche è meccaniche per evità a degradazione di e prestazioni.
Per risolve i prublemi cum'è a corrosione elettrochimica, u creep à alta temperatura è l'ossidazione di i cunduttori durante l'applicazione di fili d'aluminiu, ci sò attualmente quattru metudi di cunnessione principali in l'industria, vale à dì: saldatura à frizione è saldatura à pressione, saldatura à frizione, saldatura à ultrasoni è saldatura à plasma.
Quì sottu hè un'analisi è un paragone di e prestazioni di i principii è di e strutture di cunnessione di sti quattru tippi di cunnessione.
02 Saldatura à attritu è saldatura à pressione
Saldatura à frizione è giunzione à pressione, prima si utilizanu barre di rame è barre d'aluminiu per a saldatura à frizione, è dopu si stampanu e barre di rame per furmà cunnessione elettriche. E barre d'aluminiu sò lavorate è furmate per furmà estremità à crimpatura in aluminiu, è si producenu terminali di rame è aluminiu. Dopu, u filu d'aluminiu hè inseritu in l'estremità à crimpatura in aluminiu di u terminale di rame-aluminiu è crimpatu idraulicamente per mezu di l'attrezzatura tradiziunale di crimpatura di cablaggi per cumpletà a cunnessione trà u cunduttore d'aluminiu è u terminale di rame-aluminiu, cum'è mostratu in a Figura 1.
In paragone cù altre forme di cunnessione, a saldatura per attritu è a saldatura à pressione formanu una zona di transizione di lega di rame-aluminiu per via di a saldatura per attritu di barre di rame è barre d'aluminiu. A superficia di saldatura hè più uniforme è densa, evitendu efficacemente u prublema di creep termicu causatu da diversi coefficienti di dilatazione termica di rame è aluminiu. Inoltre, a furmazione di a zona di transizione di lega evita ancu efficacemente a corrosione elettrochimica causata da e diverse attività metalliche trà u rame è l'aluminiu. A sigillatura successiva cù tubi termorestringenti hè aduprata per isolà a nebbia salina è u vapore acqueo, chì evita ancu efficacemente l'occorrenza di corrosione elettrochimica. Attraversu a crimpatura idraulica di u filu d'aluminiu è l'estremità di crimpatura d'aluminiu di u terminale di rame-aluminiu, a struttura monofilamentale di u cunduttore d'aluminiu è u stratu d'ossidu nantu à a parete interna di l'estremità di crimpatura d'aluminiu sò distrutti è sbucciati, è dopu u fretu hè cumpletatu trà i fili singuli è trà u cunduttore di u cunduttore d'aluminiu è a parete interna di l'estremità di crimpatura. A cumminazione di saldatura migliora e prestazioni elettriche di a cunnessione è furnisce e prestazioni meccaniche più affidabili.
03 Saldatura à frizione
A saldatura per attritu usa un tubu d'aluminiu per crimpà è furmà u cunduttore d'aluminiu. Dopu avè tagliatu a faccia finale, a saldatura per attritu hè realizata cù u terminale di rame. A cunnessione di saldatura trà u cunduttore di filu è u terminale di rame hè cumpletata per mezu di a saldatura per attritu, cum'è mostratu in a Figura 2.
A saldatura per attritu cunnetta i fili d'aluminiu. Prima, u tubu d'aluminiu hè stallatu nantu à u cunduttore di u filu d'aluminiu per mezu di a crimpatura. A struttura di monofilamentu di u cunduttore hè plastificata per mezu di a crimpatura per furmà una sezione trasversale circulare stretta. Dopu, a sezione trasversale di saldatura hè appiattita per via di a girata per cumpletà u prucessu. Preparazione di e superfici di saldatura. Una estremità di u terminale di rame hè a struttura di cunnessione elettrica, è l'altra estremità hè a superficia di cunnessione di saldatura di u terminale di rame. A superficia di cunnessione di saldatura di u terminale di rame è a superficia di saldatura di u filu d'aluminiu sò saldate è cunnesse per mezu di a saldatura per attritu, è dopu u flash di saldatura hè tagliatu è furmatu per cumpletà u prucessu di cunnessione di u filu d'aluminiu di saldatura per attritu.
In paragone cù altre forme di cunnessione, a saldatura per attritu forma una cunnessione di transizione trà u rame è l'aluminiu per via di a saldatura per attritu trà i terminali di rame è i fili d'aluminiu, riducendu efficacemente a corrosione elettrochimica di u rame è di l'aluminiu. A zona di transizione di saldatura per attritu rame-aluminiu hè sigillata cù un tubu termorestringente adesivo in a fase successiva. L'area di saldatura ùn serà micca esposta à l'aria è à l'umidità, riducendu ulteriormente a corrosione. Inoltre, l'area di saldatura hè induve u cunduttore di u filu d'aluminiu hè cunnessu direttamente à u terminale di rame per via di a saldatura, ciò chì aumenta efficacemente a forza di trazione di a giunzione è rende u prucessu di trasfurmazione simplice.
Tuttavia, i svantaghji esistenu ancu in a cunnessione trà i fili d'aluminiu è i terminali di rame-aluminiu in a Figura 1. L'applicazione di a saldatura à frizione à i pruduttori di cablaggi richiede apparecchiature speciali di saldatura à frizione separate, chì anu una scarsa versatilità è aumentanu l'investimentu in immobilizzazioni di i pruduttori di cablaggi. In segundu locu, in a saldatura à frizione Durante u prucessu, a struttura monofilamentale di u filu hè saldata direttamente à frizione cù u terminale di rame, risultendu in cavità in a zona di cunnessione di saldatura à frizione. A presenza di polvere è altre impurità influenzerà a qualità finale di a saldatura, causendu instabilità in e proprietà meccaniche è elettriche di a cunnessione di saldatura.
04 Saldatura à ultrasoni
A saldatura à ultrasoni di fili d'aluminiu usa apparecchiature di saldatura à ultrasoni per cunnette i fili d'aluminiu è i terminali di rame. Attraversu l'oscillazione à alta frequenza di a testa di saldatura di l'apparecchiatura di saldatura à ultrasoni, i monofilamenti di filu d'aluminiu è i fili d'aluminiu è i terminali di rame sò cunnessi inseme per cumpletà u filu d'aluminiu è a cunnessione di i terminali di rame hè mostrata in a Figura 3.
A cunnessione di saldatura à ultrasoni hè quandu i fili d'aluminiu è i terminali di rame vibranu à onde ultrasoniche d'alta frequenza. A vibrazione è l'attritu trà u rame è l'aluminiu cumpletanu a cunnessione trà u rame è l'aluminiu. Siccomu u rame è l'aluminiu anu una struttura cristallina metallica cubica centrata nantu à a faccia, in un ambiente d'oscillazione d'alta frequenza. In queste cundizioni, a sustituzione atomica in a struttura cristallina metallica hè cumpletata per furmà un stratu di transizione di lega, evitendu efficacemente l'occorrenza di corrosione elettrochimica. À u listessu tempu, durante u prucessu di saldatura à ultrasoni, u stratu d'ossidu nantu à a superficia di u monofilamentu di cunduttore d'aluminiu hè staccatu, è dopu a cunnessione di saldatura trà i monofilamenti hè cumpletata, ciò chì migliora e proprietà elettriche è meccaniche di a cunnessione.
In paragone cù altre forme di cunnessione, l'equipaggiu di saldatura à ultrasoni hè un equipaggiu di trasfurmazione cumunimenti utilizatu per i pruduttori di cablaggi. Ùn richiede micca novi investimenti in immobilizzazioni. À u listessu tempu, i terminali utilizanu terminali stampati in rame, è u costu di u terminale hè più bassu, dunque hà u megliu vantaghju di costu. Tuttavia, esistenu ancu svantaghji. In paragone cù altre forme di cunnessione, a saldatura à ultrasoni hà proprietà meccaniche più debuli è una scarsa resistenza à e vibrazioni. Dunque, l'usu di cunnessione di saldatura à ultrasoni ùn hè micca cunsigliatu in e zone di vibrazioni à alta frequenza.
05 Saldatura à plasma
A saldatura à plasma usa terminali di rame è fili d'aluminiu per a cunnessione à crimpatura, è dopu aghjunghjendu saldatura, l'arcu à plasma hè adupratu per irradià è riscaldà a zona da saldà, fonde a saldatura, riempie a zona di saldatura è cumpletà a cunnessione di u filu d'aluminiu, cum'è mostratu in a Figura 4.
A saldatura à plasma di i cunduttori d'aluminiu usa prima a saldatura à plasma di i terminali di rame, è a crimpatura è u fissaggio di i cunduttori d'aluminiu sò cumpletati per crimpatura. I terminali di saldatura à plasma formanu una struttura in forma di canna dopu a crimpatura, è dopu a zona di saldatura di u terminale hè piena di saldatura chì cuntene zincu, è l'estremità crimpata hè Aggiunta di saldatura chì cuntene zincu. Sottu l'irradiazione di l'arcu à plasma, a saldatura chì cuntene zincu hè riscaldata è fusa, è dopu entra in u spaziu di u filu in a zona di crimpatura per via di l'azione capillare per cumpletà u prucessu di cunnessione di i terminali di rame è i fili d'aluminiu.
I fili d'aluminiu per a saldatura à plasma cumpletanu a cunnessione rapida trà i fili d'aluminiu è i terminali di rame per via di a crimpatura, furnendu proprietà meccaniche affidabili. À u listessu tempu, durante u prucessu di crimpatura, per via di un rapportu di cumpressione di 70% à 80%, a distruzzione è u sbucciamentu di u stratu d'ossidu di u cunduttore sò cumpletati, migliurendu efficacemente e prestazioni elettriche, riducendu a resistenza di cuntattu di i punti di cunnessione è prevenendu u riscaldamentu di i punti di cunnessione. Dopu, aghjunghjite una saldatura chì cuntene zincu à a fine di l'area di crimpatura, è aduprate un fasciu di plasma per irradià è riscaldà l'area di saldatura. A saldatura chì cuntene zincu hè riscaldata è fusa, è a saldatura riempie u spaziu in l'area di crimpatura per via di l'azione capillare, ottenendu acqua à spruzzu di sale in l'area di crimpatura. L'isolamentu di u vapore evita l'occorrenza di currusione elettrochimica. À u listessu tempu, perchè a saldatura hè isolata è tamponata, si forma una zona di transizione, chì evita efficacemente l'occorrenza di creep termicu è riduce u risicu di una maggiore resistenza di cunnessione sottu à scosse calde è fredde. Attraversu a saldatura à plasma di a zona di cunnessione, e prestazioni elettriche di a zona di cunnessione sò migliorate in modu efficace, è e proprietà meccaniche di a zona di cunnessione sò ancu ulteriormente migliorate.
In paragone cù altre forme di cunnessione, a saldatura à plasma isola i terminali di rame è i cunduttori d'aluminiu attraversu u stratu di saldatura di transizione è u stratu di saldatura rinforzatu, riducendu efficacemente a corrosione elettrochimica di u rame è di l'aluminiu. È u stratu di saldatura rinforzatu avvolge a faccia finale di u cunduttore d'aluminiu in modu chì i terminali di rame è u core di u cunduttore ùn entrenu micca in cuntattu cù l'aria è l'umidità, riducendu ulteriormente a corrosione. Inoltre, u stratu di saldatura di transizione è u stratu di saldatura rinforzatu fissanu strettamente i terminali di rame è i giunti di i fili d'aluminiu, aumentendu efficacemente a forza di trazione di i giunti è rendendu u prucessu di trasfurmazione simplice. Tuttavia, esistenu ancu svantaghji. L'applicazione di a saldatura à plasma à i pruduttori di cablaggi richiede apparecchiature di saldatura à plasma dedicate separate, chì anu una scarsa versatilità è aumentanu l'investimentu in attività fisse di i pruduttori di cablaggi. In segundu locu, in u prucessu di saldatura à plasma, a saldatura hè cumpletata per azione capillare. U prucessu di riempimentu di u spaziu in a zona di crimpatura hè incontrollabile, risultendu in una qualità di saldatura finale instabile in a zona di cunnessione di a saldatura à plasma, risultendu in grandi deviazioni in e prestazioni elettriche è meccaniche.
Data di publicazione: 19 di ferraghju 2024