Do dây dẫn nhôm ngày càng được sử dụng nhiều trong bộ dây điện ô tô, bài viết này phân tích và sắp xếp công nghệ kết nối của bộ dây điện bằng nhôm, đồng thời phân tích và so sánh hiệu suất của các phương pháp kết nối khác nhau để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lựa chọn các phương pháp kết nối bộ dây điện bằng nhôm sau này.
01 Tổng quan
Với việc đẩy mạnh ứng dụng dây dẫn nhôm trong bộ dây điện ô tô, việc sử dụng dây dẫn nhôm thay thế dây dẫn đồng truyền thống đang dần tăng lên.Tuy nhiên, trong quá trình ứng dụng dây nhôm thay thế dây đồng, hiện tượng ăn mòn điện hóa, hiện tượng rão ở nhiệt độ cao và quá trình oxy hóa dây dẫn là những vấn đề cần phải đối mặt và giải quyết trong quá trình ứng dụng.Đồng thời, việc ứng 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 giảm hiệu suất.
Để giải quyết các vấn đề như ăn mòn điện hóa, rão ở nhiệt độ cao và oxy hóa dây dẫn trong quá trình ứng dụng dây nhôm, hiện nay có bốn phương pháp kết nối chủ đạo trong ngành là: hàn ma sát và hàn áp lực, hàn ma sát, hàn siêu âm và hàn hàn plasma.
Sau đây là phân tích và so sánh hiệu suất về 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, trước tiên sử dụng thanh đồng và thanh nhôm để hàn ma sát, sau đó dập các thanh đồng để tạo thành các kết nối điện.Các thanh nhôm được gia công và tạo hình để tạo thành các đầu uốn nhôm, đồng thời sản xuất các đầu nối bằng đồng và nhôm.Sau đó, dây nhôm được đưa vào đầu uốn nhôm của đầu nối nhôm đồng và được uốn bằng thủy lực thông qua thiết bị uốn dây truyền thống để hoàn thành kết nối giữa dây dẫn nhôm và đầu nối nhôm đồng, như trong Hình 1.
So với các dạng kết nối khác, hàn ma sát và hàn áp lực tạo thành vùng chuyển tiếp hợp kim đồng-nhôm thông qua hàn ma sát của thanh đồng và thanh nhôm.Bề mặt hàn đồng đều và dày đặc hơn, tránh hiệu quả vấn đề rão nhiệt do hệ số giãn nở nhiệt khác nhau của đồng và nhôm.Ngoài ra, việc hình thành vùng chuyển tiếp hợp kim còn tránh hiệu quả sự ăn mòn điện hóa do các hoạt động kim loại khác nhau giữa đồng và nhôm gây ra.Sau đó, việc bịt kín bằng ống co nhiệt được sử dụng để cách ly phun muối và hơi nước, điều này cũng tránh được sự xuất hiện ăn mòn điện hóa một cách hiệu quả.Thông qua quá trình uốn thủy lực của dây nhôm và đầu uốn nhôm của đầu nối nhôm đồng, cấu trúc sợi đơn của dây dẫn nhôm và lớp oxit trên thành trong của đầu uốn nhôm bị phá hủy và bong ra, sau đó là cảm giác lạnh. được hoàn thành giữa các dây đơn và giữa dây dẫn nhôm và thành trong của đầu uốn.Sự kết hợp hàn cải thiện hiệu suất điện của kết nối và mang lại hiệu suất cơ học đáng tin cậy nhất.
03 Hàn ma sát
Hàn ma sát sử dụng một ống nhôm để uốn và tạo hình dây dẫn nhôm.Sau khi cắt mặt cuối, hàn ma sát được thực hiện với đầu nối đồng.Kết nối hàn giữa dây dẫn và đầu nối đồng được hoàn thành thông qua hàn ma sát, như trong Hình 2.
Hàn ma sát nối dây nhôm.Đầu tiên, ống nhôm được lắp vào dây dẫn của dây nhôm thông qua việc uốn.Cấu trúc sợi đơn của dây dẫn được dẻo hóa thông qua việc uốn để tạo thành một mặt cắt tròn chặt chẽ.Sau đó mặt cắt hàn được làm phẳng bằng cách xoay để hoàn tất quá trình.Chuẩn bị bề mặt hàn.Một đầu của cực đồng là cấu trúc kết nối điện, đầu còn lại là bề mặt kết nối hàn của cực đồng.Bề mặt kết nối hàn của cực đồng và bề mặt hàn của dây nhôm được hàn và kết nối thông qua hàn ma sát, sau đó đèn hàn được cắt và tạo 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 nối đồng và dây nhôm, giúp giảm hiệu quả sự ăn mòn điện hóa của đồng và nhôm.Vùng chuyển tiếp hàn ma sát đồng-nhôm được bịt kín bằng ống co nhiệt dính ở giai đoạn sau.Khu vực hàn sẽ không tiếp xúc với không khí và hơi ẩm, càng làm giảm sự ăn mòn.Ngoài ra, khu vực hàn là nơi dây dẫn nhôm được nối trực tiếp với đầu cực đồng thông qua hàn, giúp tăng lực kéo ra của mối nối một cách hiệu quả và giúp quá trình gia công trở nên đơn giản.
Tuy nhiên, nhược điểm còn tồn tại ở mối nối giữa dây nhôm và đầu nối nhôm đồng trên Hình 1. Việc ứng dụng hàn ma sát đối với các nhà sản xuất bộ dây yêu cầu phải có thiết bị hàn ma sát đặc biệt riêng biệt, có tính linh hoạt kém và làm tăng chi phí đầu tư vào tài sản cố định của dây. các nhà sản xuất khai thác.Thứ hai, trong hàn ma sát Trong quá trình này, cấu trúc sợi đơn của dây được hàn ma sát trực tiếp với đầu cực đồng, dẫn đến các lỗ hổng ở khu vực kết nối hàn ma sát.Sự hiện diện của bụi và các tạp chất khác sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn cuối cùng, gây ra sự mất ổn định về tính chất cơ và điện của mối hàn.
04 Hàn siêu âm
Hàn siêu âm dây nhôm sử dụng thiết bị hàn siêu âm để kết nối dây nhôm và đầu nối đồng.Thông qua dao động tần số cao của đầu hàn của thiết bị hàn siêu âm, các sợi đơn dây nhôm và dây nhôm và đầu nối đồng được kết nối với nhau để hoàn thành dây nhôm và Kết nối của các đầu nối đồng được thể hiện trong Hình 3.
Kết nối hàn siêu âm là khi dây nhôm và đầu đồng dao động ở tần số sóng siêu âm cao.Sự rung động và ma sát giữa đồng và nhôm hoàn thành sự kết nối giữa đồng và nhôm.Bởi vì cả đồng và nhôm đều có cấu trúc tinh thể kim loại hình khối đặt chính giữa mặt, nên trong môi trường dao động tần số cao, trong điều kiện này, quá trình thay thế nguyên tử trong cấu trúc tinh thể kim loại được hoàn thành để tạo thành lớp chuyển tiếp hợp kim, tránh xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa một cách hiệu quả. .Đồng thời, trong quá trình hàn siêu âm, lớp oxit trên bề mặt của sợi đơn dây dẫn nhôm được bong ra, sau đó mối nối hàn giữa các sợi đơn được hoàn thành, giúp cải thiện tính chất điện và cơ học của kết nối.
So với các hình thức kết nối khác, thiết bị hàn siêu âm là thiết bị xử lý được sử dụng phổ biến của các nhà sản xuất dây nịt.Nó không yêu cầu đầu tư tài sản cố định mới.Đồng thời, thiết bị đầu cuối sử dụng thiết bị đầu cuối được dập bằng đồng và chi phí thiết bị đầu cuối thấp hơn nên có lợi thế về chi phí tốt nhất.Tuy nhiên, nhược điểm cũng tồn tại.So với các dạng kết nối khác, hàn siêu âm có tính chất cơ học yếu hơn và khả năng chống rung kém.Vì vậy, việc sử dụng kết nối hàn siêu âm không được khuyến khích ở những khu vực có tần số rung động cao.
05 Hàn plasma
Hàn plasma sử dụng các đầu nối bằng đồng và dây nhôm để kết nối uốn, sau đó bằng cách thêm chất hàn, hồ quang plasma được sử dụng để chiếu xạ và làm nóng khu vực được hàn, làm nóng chảy chất hàn, lấp đầy khu vực hàn và hoàn thành kết nối dây nhôm, như thể hiện trong Hình 4.
Hàn plasma của dây dẫn nhôm trước tiên sử dụng hàn plasma của các đầu nối bằng đồng, và việc uốn và buộc dây dẫn nhôm được hoàn thành bằng cách uốn.Các đầu nối hàn plasma tạo thành cấu trúc hình thùng sau khi uốn, sau đó khu vực hàn của đầu nối được lấp đầy bằng chất hàn có chứa kẽm, và đầu được uốn là Thêm chất hàn có chứa kẽm.Dưới sự chiếu xạ của hồ quang plasma, chất hàn chứa kẽm được nung nóng và nóng chảy, sau đó đi vào khe hở dây trong khu vực uốn thông qua hoạt động mao dẫn để hoàn thành quá trình kết nối giữa các đầu nối đồng và dây nhôm.
Dây nhôm hàn plasma hoàn thiện kết nối nhanh giữa dây nhôm và các đầu nối đồng thông qua việc uốn, mang lại các đặc tính cơ học đáng tin cậy.Đồng thời, trong quá trình uốn, thông qua tỷ lệ nén từ 70% đến 80%, quá trình phá hủy và bong tróc 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 ngừa sưởi ấm các điểm kết nối.Sau đó thêm chất hàn có chứa kẽm vào cuối khu vực uốn và sử dụng chùm tia plasma để chiếu xạ và làm nóng khu vực hàn.Chất hàn chứa kẽm được nung nóng và nóng chảy, đồng thời chất hàn sẽ lấp đầy khoảng trống trong vùng uốn thông qua hoạt động mao dẫn, tạo ra nước phun muối trong vùng uốn.Cách ly hơi tránh sự xuất hiện của ăn mòn điện hóa.Đồng thời, do chất hàn được cách ly và đệm, nên một vùng chuyển tiếp được hình thành, giúp tránh hiện tượng rão nhiệt một cách hiệu quả và giảm nguy cơ tăng điện trở kết nối khi bị sốc nóng và lạnh.Thông qua hàn plasma 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 plasma cách ly các đầu nối đồng và dây dẫn nhôm thông qua lớp hàn chuyển tiếp và lớp hàn tăng cường, giúp giảm hiệu quả sự ăn mòn điện hóa của đồng và nhôm.Và lớp hàn gia cố bao bọc mặt cuối của dây dẫn nhôm để các đầu đồng và lõi dây dẫn không tiếp xúc với không khí và hơi ẩm, càng làm giảm sự ăn mòn.Ngoài ra, lớp hàn chuyển tiếp và lớp hàn gia cố cố định chặt các đầu nối đồng và các mối nối dây nhôm, giúp tăng lực kéo ra của các mối nối một cách hiệu quả và giúp quá trình gia công trở nên đơn giản.Tuy nhiên, nhược điểm cũng tồn tại.Việc ứng dụng hàn plasma vào các nhà sản xuất dây nịt đòi hỏi phải có thiết bị hàn plasma chuyên dụng riêng biệt, có tính linh hoạt kém và làm tăng mức đầu tư vào tài sản cố định của các nhà sản xuất dây nịt.Thứ hai, trong quá trình hàn plasma, mối hàn được hoàn thành nhờ tác dụng mao dẫn.Quá trình lấp đầy khoảng trống ở khu vực uốn không thể kiểm soát được, dẫn đến chất lượng hàn cuối cùng không ổn định ở khu vực kết nối hàn plasma, dẫn đến sai lệch lớn về hiệu suất điện và cơ.
Thời gian đăng: Feb-19-2024