Vì các dây dẫn bằng nhôm ngày càng được sử dụng trong các dây dẫn dây ô tô, bài viết này phân tích và tổ chức công nghệ kết nối của dây điện nhôm, và phân tích và so sánh hiệu suất của các phương pháp kết nối khác nhau để tạo điều kiện cho việc lựa chọn các phương pháp kết nối dây điện bằng nhôm sau này.
01 Tổng quan
Với việc thúc đẩy việc áp dụng các dây dẫn bằng nhôm trong dây nối dây ô tô, việc sử dụng các dây dẫn bằng nhôm thay vì các dây dẫn đồng truyền thống đang tăng dần. Tuy nhiên, trong quá trình ứng dụng dây nhôm thay thế dây đồng, ăn mòn điện hóa, creep nhiệt độ cao và quá trình oxy hóa dây dẫn là những vấn đề phải được đối mặt và giải quyết trong quá trình ứng dụng. Đồng thời, việc áp dụng dây nhôm thay thế dây đồng phải đáp ứng các yêu cầu của dây đồng ban đầu. Tính chất điện và cơ học để tránh suy thoái hiệu suất.
Để giải quyết các vấn đề như ăn mòn điện hóa, leo nhiệt độ cao và quá trình oxy hóa dây dẫn trong quá trình áp dụng dây nhôm, hiện có bốn phương pháp kết nối chính trong ngành, cụ thể là hàn ma sát và hàn áp lực, hàn ma sát, hàn siêu âm và hàn huyết tương.
Sau đây là một phân tích và so sánh hiệu suất của các nguyên tắc và cấu trúc kết nối của bốn loại kết nối này.
02 Hàn ma sát và hàn áp lực
Hàn ma sát và nối áp lực, lần đầu tiên sử dụng các thanh đồng và thanh nhôm để hàn ma sát, sau đó đóng dấu các thanh đồng để tạo thành các kết nối điện. Các thanh nhôm được gia công và định hình để tạo thành các đầu uốn nhôm, và các đầu cuối bằng đồng và nhôm được sản xuất. Sau đó, dây nhôm được chèn vào đầu uốn nhôm của thiết bị đầu cuối bằng đồng và thủy lực được uốn cong qua thiết bị uốn dây truyền thống để hoàn thành kết nối giữa dây dẫn bằng nhôm và thiết bị đầu cuối bằng đồng bằng đồng, như trong Hình 1.
So với các hình thức kết nối khác, hàn ma sát và hàn áp suất tạo thành một vùng chuyển tiếp hợp kim bằng đồng bằng đồng thông qua hàn ma sát của thanh đồng và thanh nhôm. Bề mặt hàn đồng nhất và dày đặc hơn, tránh được vấn đề leo nhiệt do các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của đồng và nhôm. , Ngoài ra, sự hình thành của Vùng chuyển tiếp hợp kim cũng tránh được sự ăn mòn điện hóa một cách hiệu quả do các hoạt động kim loại khác nhau giữa đồng và nhôm. Việc niêm phong sau đó với các ống co lại nhiệt được sử dụng để phân lập phun muối và hơi nước, điều này cũng tránh được sự xuất hiện của sự ăn mòn điện hóa. Thông qua sự uốn thủy lực của dây nhôm và đầu uốn nhôm của đầu cực bằng đồng, cấu trúc monofilament của dây dẫn nhôm và lớp oxit trên thành bên trong của phần cuối cùng. Sự kết hợp hàn giúp cải thiện hiệu suất điện của kết nối và cung cấp hiệu suất cơ học đáng tin cậy nhất.
03 Hàn ma sát
Hàn ma sát sử dụng một ống nhôm để uốn và định hình dây dẫn bằng nhôm. Sau khi cắt mặt cuối, hàn ma sát được thực hiện với thiết bị đầu cuối đồng. Kết nối hàn giữa dây dẫn dây và thiết bị đầu cuối đồng được hoàn thành thông qua hàn ma sát, như trong Hình 2.
Hàn ma sát kết nối dây nhôm. Đầu tiên, ống nhôm được lắp đặt trên dây dẫn của dây nhôm thông qua uốn. Cấu trúc monofilament của dây dẫn được dẻo thông qua uốn để tạo thành một mặt cắt tròn chặt chẽ. Sau đó, mặt cắt hàn được làm phẳng bằng cách chuyển sang hoàn thành quá trình. Chuẩn bị bề mặt hàn. Một đầu của thiết bị đầu cuối đồng là cấu trúc kết nối điện và đầu kia là bề mặt kết nối hàn của thiết bị đầu cuối đồng. Bề mặt kết nối hàn của thiết bị đầu cuối đồng và bề mặt hàn của dây nhôm được hàn và kết nối thông qua hàn ma sát, và sau đó đèn flash hàn được cắt và định hình để hoàn thành quá trình kết nối của dây nhôm hàn ma sát.
So với các hình thức kết nối khác, hàn ma sát tạo thành kết nối chuyển tiếp giữa đồng và nhôm thông qua hàn ma sát giữa các đầu của đồng và dây nhôm, làm giảm hiệu quả sự ăn mòn điện hóa của đồng và nhôm. Vùng chuyển tiếp Hàn ma sát bằng đồng bằng đồng được niêm phong bằng ống co lại nhiệt dính ở giai đoạn sau. Khu vực hàn sẽ không tiếp xúc với không khí và độ ẩm, làm giảm thêm sự ăn mòn. Ngoài ra, khu vực hàn là nơi dây dẫn dây nhôm được kết nối trực tiếp với thiết bị đầu cuối đồng thông qua hàn, làm tăng hiệu quả lực kéo ra của khớp và làm cho quá trình xử lý đơn giản.
Tuy nhiên, những nhược điểm cũng tồn tại trong mối liên hệ giữa dây nhôm và đầu cuối bằng đồng bằng đồng trong Hình 1. Việc áp dụng hàn ma sát cho các nhà sản xuất dây nịt cần thiết bị hàn ma sát đặc biệt, có tính linh hoạt kém và tăng đầu tư vào các tài sản cố định của các nhà sản xuất khai thác dây. Thứ hai, trong quá trình hàn ma sát trong quá trình, cấu trúc monofilament của dây được hàn trực tiếp với thiết bị đầu cuối đồng, dẫn đến sâu răng trong khu vực kết nối hàn ma sát. Sự hiện diện của bụi và các tạp chất khác sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hàn cuối cùng, gây ra sự bất ổn trong các tính chất cơ học và điện của kết nối hàn.
04 Hàn siêu âm
Hàn siêu âm của dây nhôm sử dụng thiết bị hàn siêu âm để kết nối dây nhôm và đầu cuối đồng. Thông qua sự dao động tần số cao của đầu hàn của thiết bị hàn siêu âm, các đơn vị nhôm và dây nhôm và đầu cuối đồng được kết nối với nhau để hoàn thành dây nhôm và kết nối của các đầu cuối đồng được thể hiện trong Hình 3.
Kết nối hàn siêu âm là khi dây nhôm và đầu cuối đồng rung ở sóng siêu âm tần số cao. Rung và ma sát giữa đồng và nhôm hoàn thành kết nối giữa đồng và nhôm. Bởi vì cả đồng và nhôm đều có cấu trúc tinh thể kim loại khối tập trung vào mặt, trong môi trường dao động tần số cao trong điều kiện này, sự thay thế nguyên tử trong cấu trúc tinh thể kim loại được hoàn thành để tạo thành một lớp chuyển tiếp hợp kim, tránh được sự xuất hiện của sự ăn mòn điện hóa. Đồng thời, trong quá trình hàn siêu âm, lớp oxit trên bề mặt của dây dẫn nhôm được loại bỏ, và sau đó kết nối hàn giữa các monofilament được hoàn thành, giúp cải thiện các tính chất điện và cơ học của kết nối.
So với các hình thức kết nối khác, thiết bị hàn siêu âm là một thiết bị chế biến thường được sử dụng cho các nhà sản xuất dây nịt. Nó không yêu cầu đầu tư tài sản cố định mới. Đồng thời, các thiết bị đầu cuối sử dụng các thiết bị đầu cuối được đóng dấu đồng và chi phí thiết bị đầu cuối thấp hơn, do đó, nó có lợi thế chi phí tốt nhất. Tuy nhiên, nhược điểm cũng tồn tại. So với các hình thức kết nối khác, hàn siêu âm có tính chất cơ học yếu hơn và khả năng chống rung kém. Do đó, việc sử dụng các kết nối hàn siêu âm không được khuyến nghị trong các khu vực rung tần số cao.
05 Hàn huyết tương
Hàn huyết tương sử dụng các thiết bị đầu cuối đồng và dây nhôm cho kết nối uốn, sau đó bằng cách thêm hàn, vòng cung huyết tương được sử dụng để chiếu xạ và làm nóng khu vực để hàn, làm tan chảy chất hàn, lấp đầy vùng hàn và hoàn thành kết nối dây nhôm, như thể hiện trong Hình 4.
Hàn huyết tương của các dây dẫn bằng nhôm đầu tiên sử dụng hàn huyết tương của các thiết bị đầu cuối đồng, và sự uốn và buộc các dây dẫn bằng nhôm được hoàn thành bằng cách uốn. Các thiết bị đầu cuối hàn plasma tạo thành một cấu trúc hình thùng sau khi uốn, và sau đó khu vực hàn đầu cuối chứa đầy chất hàn có chứa kẽm, và kết thúc bị uốn là thêm chất hàn có chứa kẽm. Dưới sự chiếu xạ của vòng cung plasma, chất hàn có chứa kẽm được làm nóng và tan chảy, sau đó đi vào khoảng cách dây trong khu vực uốn thông qua hành động mao dẫn để hoàn thành quá trình kết nối của các thiết bị đầu cuối đồng và dây nhôm.
Dây buộc hàn huyết tương hoàn thành kết nối nhanh giữa các dây nhôm và các thiết bị đầu cuối đồng thông qua uốn, cung cấp các tính chất cơ học đáng tin cậy. Đồng thời, trong quá trình uốn, thông qua tỷ lệ nén từ 70% đến 80%, sự phá hủy và bong ra của lớp oxit của dây dẫn được hoàn thành, cải thiện hiệu quả hiệu suất điện, giảm điện trở tiếp xúc của các điểm kết nối và ngăn chặn việc làm nóng các điểm kết nối. Sau đó, thêm chất hàn chứa kẽm vào cuối khu vực uốn và sử dụng chùm plasma để chiếu xạ và làm nóng khu vực hàn. Mức hàn chứa kẽm được làm nóng và tan chảy, và chất hàn lấp đầy khoảng trống trong khu vực Crimping thông qua hành động mao quản, đạt được nước xịt muối trong khu vực Crimping. Phân lập hơi tránh sự xuất hiện của ăn mòn điện hóa. Đồng thời, vì chất hàn được phân lập và đệm, một vùng chuyển tiếp được hình thành, điều này tránh được sự xuất hiện của creep nhiệt và giảm nguy cơ tăng sức đề kháng kết nối dưới các cú sốc nóng và lạnh. Thông qua hàn huyết tương của khu vực kết nối, hiệu suất điện của khu vực kết nối được cải thiện một cách hiệu quả và các tính chất cơ học của khu vực kết nối cũng được cải thiện hơn nữa.
So với các hình thức kết nối khác, hàn huyết tương phân lập các đầu cuối đồng và dây dẫn bằng nhôm thông qua lớp hàn chuyển tiếp và tăng cường lớp hàn, làm giảm hiệu quả sự ăn mòn điện hóa của đồng và nhôm. Và lớp hàn gia cố kết thúc mặt cuối của dây dẫn bằng nhôm để các thiết bị đầu cuối đồng và lõi dây dẫn sẽ không tiếp xúc với không khí và độ ẩm, làm giảm thêm sự ăn mòn. Ngoài ra, lớp hàn chuyển tiếp và lớp hàn gia cố cố định chặt chẽ các thiết bị đầu cuối đồng và khớp dây nhôm, làm tăng hiệu quả lực kéo ra của các khớp và làm cho quá trình xử lý đơn giản. Tuy nhiên, nhược điểm cũng tồn tại. Việc áp dụng hàn huyết tương cho các nhà sản xuất khai thác dây đòi hỏi các thiết bị hàn plasma chuyên dụng riêng biệt, có tính linh hoạt kém và tăng đầu tư vào tài sản cố định của các nhà sản xuất dây nịt. Thứ hai, trong quá trình hàn huyết tương, hàn được hoàn thành bằng hành động mao quản. Quá trình lấp đầy khoảng cách trong khu vực Crimping là không thể kiểm soát, dẫn đến chất lượng hàn cuối cùng không ổn định trong khu vực kết nối hàn plasma, dẫn đến độ lệch lớn về hiệu suất điện và cơ học.
Thời gian đăng: Tháng 2-19-2024