Καθώς οι αγωγοί αλουμινίου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στις καλωδιώσεις αυτοκινήτων, αυτό το άρθρο αναλύει και οργανώνει την τεχνολογία σύνδεσης των καλωδιώσεων αλουμινίου και αναλύει και συγκρίνει την απόδοση διαφορετικών μεθόδων σύνδεσης για να διευκολύνει την μετέπειτα επιλογή μεθόδων σύνδεσης καλωδίωσης αλουμινίου.
01 Επισκόπηση
Με την προώθηση της εφαρμογής αγωγών αλουμινίου στις καλωδιώσεις αυτοκινήτων, η χρήση αγωγών αλουμινίου αντί των παραδοσιακών χάλκινων αγωγών αυξάνεται σταδιακά. Ωστόσο, κατά τη διαδικασία εφαρμογής συρμάτων αλουμινίου που αντικαθιστούν τα χάλκινα σύρματα, η ηλεκτροχημική διάβρωση, η ολίσθηση σε υψηλή θερμοκρασία και η οξείδωση των αγωγών είναι προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν και να επιλυθούν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εφαρμογής. Ταυτόχρονα, η εφαρμογή συρμάτων αλουμινίου που αντικαθιστούν τα χάλκινα σύρματα πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις των αρχικών χάλκινων συρμάτων. Ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες για την αποφυγή υποβάθμισης της απόδοσης.
Προκειμένου να επιλυθούν προβλήματα όπως η ηλεκτροχημική διάβρωση, ο ερπυσμός σε υψηλή θερμοκρασία και η οξείδωση των αγωγών κατά την εφαρμογή συρμάτων αλουμινίου, υπάρχουν σήμερα τέσσερις κύριες μέθοδοι σύνδεσης στη βιομηχανία, δηλαδή: συγκόλληση με τριβή και συγκόλληση με πίεση, συγκόλληση με τριβή, συγκόλληση με υπερήχους και συγκόλληση με πλάσμα.
Ακολουθεί μια ανάλυση και σύγκριση απόδοσης των αρχών και των δομών σύνδεσης αυτών των τεσσάρων τύπων συνδέσεων.
02 Συγκόλληση με τριβή και συγκόλληση με πίεση
Για συγκόλληση με τριβή και σύνδεση με πίεση, πρώτα χρησιμοποιούνται ράβδοι χαλκού και ράβδοι αλουμινίου για συγκόλληση τριβής και στη συνέχεια σφραγίζονται οι ράβδοι χαλκού για να σχηματιστούν ηλεκτρικές συνδέσεις. Οι ράβδοι αλουμινίου κατεργάζονται και διαμορφώνονται για να σχηματίσουν άκρα πτύχωσης αλουμινίου και παράγονται ακροδέκτες χαλκού και αλουμινίου. Στη συνέχεια, το σύρμα αλουμινίου εισάγεται στο άκρο πτύχωσης αλουμινίου του ακροδέκτη χαλκού-αλουμινίου και πτύχώνεται υδραυλικά μέσω του παραδοσιακού εξοπλισμού πτύχωσης καλωδίωσης για να ολοκληρωθεί η σύνδεση μεταξύ του αγωγού αλουμινίου και του ακροδέκτη χαλκού-αλουμινίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.
Σε σύγκριση με άλλες μορφές σύνδεσης, η συγκόλληση με τριβή και η συγκόλληση με πίεση σχηματίζουν μια ζώνη μετάβασης κράματος χαλκού-αλουμινίου μέσω της συγκόλλησης τριβής ράβδων χαλκού και ράβδων αλουμινίου. Η επιφάνεια συγκόλλησης είναι πιο ομοιόμορφη και πυκνή, αποφεύγοντας αποτελεσματικά το πρόβλημα θερμικής ερπυσμού που προκαλείται από διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής χαλκού και αλουμινίου. Επιπλέον, ο σχηματισμός της ζώνης μετάβασης κράματος αποφεύγει επίσης αποτελεσματικά την ηλεκτροχημική διάβρωση που προκαλείται από τις διαφορετικές μεταλλικές δραστηριότητες μεταξύ χαλκού και αλουμινίου. Η επακόλουθη σφράγιση με θερμοσυρρικνούμενους σωλήνες χρησιμοποιείται για την απομόνωση του ψεκασμού αλατιού και των υδρατμών, γεγονός που αποτρέπει επίσης αποτελεσματικά την εμφάνιση ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Μέσω της υδραυλικής πτύχωσης του σύρματος αλουμινίου και του άκρου πτύχωσης αλουμινίου του ακροδέκτη χαλκού-αλουμινίου, η δομή μονονήματος του αγωγού αλουμινίου και το στρώμα οξειδίου στο εσωτερικό τοίχωμα του άκρου πτύχωσης αλουμινίου καταστρέφονται και ξεφλουδίζονται και στη συνέχεια ολοκληρώνεται η ψύξη μεταξύ των μεμονωμένων συρμάτων και μεταξύ του αγωγού αγωγού αλουμινίου και του εσωτερικού τοιχώματος του άκρου πτύχωσης. Ο συνδυασμός συγκόλλησης βελτιώνει την ηλεκτρική απόδοση της σύνδεσης και παρέχει την πιο αξιόπιστη μηχανική απόδοση.
03 Συγκόλληση με τριβή
Η συγκόλληση με τριβή χρησιμοποιεί έναν σωλήνα αλουμινίου για την πτύχωση και τη διαμόρφωση του αγωγού αλουμινίου. Μετά την κοπή της ακραίας επιφάνειας, πραγματοποιείται συγκόλληση τριβής με τον χάλκινο ακροδέκτη. Η σύνδεση συγκόλλησης μεταξύ του σύρματος και του χάλκινου ακροδέκτη ολοκληρώνεται μέσω συγκόλλησης τριβής, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.
Η συγκόλληση τριβής συνδέει σύρματα αλουμινίου. Αρχικά, ο σωλήνας αλουμινίου εγκαθίσταται στον αγωγό του σύρματος αλουμινίου μέσω πτύχωσης. Η δομή μονόινα του αγωγού πλαστικοποιείται μέσω πτύχωσης για να σχηματίσει μια σφιχτή κυκλική διατομή. Στη συνέχεια, η διατομή συγκόλλησης ισιώνεται με περιστροφή για να ολοκληρωθεί η διαδικασία. Προετοιμασία επιφανειών συγκόλλησης. Το ένα άκρο του ακροδέκτη χαλκού είναι η δομή ηλεκτρικής σύνδεσης και το άλλο άκρο είναι η επιφάνεια σύνδεσης συγκόλλησης του ακροδέκτη χαλκού. Η επιφάνεια σύνδεσης συγκόλλησης του ακροδέκτη χαλκού και η επιφάνεια συγκόλλησης του σύρματος αλουμινίου συγκολλούνται και συνδέονται μέσω συγκόλλησης τριβής και στη συνέχεια η φλάντζα συγκόλλησης κόβεται και διαμορφώνεται για να ολοκληρωθεί η διαδικασία σύνδεσης του σύρματος αλουμινίου συγκόλλησης τριβής.
Σε σύγκριση με άλλες μορφές σύνδεσης, η συγκόλληση με τριβή σχηματίζει μια μεταβατική σύνδεση μεταξύ χαλκού και αλουμινίου μέσω συγκόλλησης τριβής μεταξύ ακροδεκτών χαλκού και συρμάτων αλουμινίου, μειώνοντας αποτελεσματικά την ηλεκτροχημική διάβρωση του χαλκού και του αλουμινίου. Η μεταβατική ζώνη συγκόλλησης τριβής χαλκού-αλουμινίου σφραγίζεται με αυτοκόλλητο θερμοσυστελλόμενο σωλήνα στο μεταγενέστερο στάδιο. Η περιοχή συγκόλλησης δεν θα εκτίθεται στον αέρα και την υγρασία, μειώνοντας περαιτέρω τη διάβρωση. Επιπλέον, η περιοχή συγκόλλησης είναι το σημείο όπου ο αγωγός του σύρματος αλουμινίου συνδέεται απευθείας με τον ακροδέκτη χαλκού μέσω συγκόλλησης, γεγονός που αυξάνει αποτελεσματικά τη δύναμη έλξης της σύνδεσης και καθιστά τη διαδικασία επεξεργασίας απλή.
Ωστόσο, υπάρχουν επίσης μειονεκτήματα στη σύνδεση μεταξύ συρμάτων αλουμινίου και ακροδεκτών χαλκού-αλουμινίου στο Σχήμα 1. Η εφαρμογή της συγκόλλησης τριβής στους κατασκευαστές καλωδιώσεων απαιτεί ξεχωριστό ειδικό εξοπλισμό συγκόλλησης τριβής, ο οποίος έχει μικρή ευελιξία και αυξάνει την επένδυση σε πάγια περιουσιακά στοιχεία των κατασκευαστών καλωδιώσεων. Δεύτερον, στη συγκόλληση τριβής Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, η μονονηματική δομή του σύρματος συγκολλάται απευθείας με τριβή με τον ακροδέκτη χαλκού, με αποτέλεσμα κοιλότητες στην περιοχή σύνδεσης συγκόλλησης τριβής. Η παρουσία σκόνης και άλλων ακαθαρσιών θα επηρεάσει την τελική ποιότητα συγκόλλησης, προκαλώντας αστάθεια στις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες της σύνδεσης συγκόλλησης.
04 Υπερηχητική συγκόλληση
Η υπερηχητική συγκόλληση συρμάτων αλουμινίου χρησιμοποιεί εξοπλισμό υπερηχητικής συγκόλλησης για τη σύνδεση συρμάτων αλουμινίου και ακροδεκτών χαλκού. Μέσω της ταλάντωσης υψηλής συχνότητας της κεφαλής συγκόλλησης του εξοπλισμού υπερηχητικής συγκόλλησης, τα μονονημάτια σύρματος αλουμινίου και τα σύρματα αλουμινίου και οι ακροδέκτες χαλκού συνδέονται μεταξύ τους για να ολοκληρώσουν το σύρμα αλουμινίου. Η σύνδεση των ακροδεκτών χαλκού φαίνεται στο Σχήμα 3.
Η σύνδεση με υπερηχητική συγκόλληση είναι όταν τα σύρματα αλουμινίου και οι ακροδέκτες χαλκού δονούνται σε υπερηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας. Η δόνηση και η τριβή μεταξύ χαλκού και αλουμινίου ολοκληρώνουν τη σύνδεση μεταξύ χαλκού και αλουμινίου. Επειδή τόσο ο χαλκός όσο και το αλουμίνιο έχουν μια κυβική κρυσταλλική δομή μετάλλου με επίκεντρο την επιφάνεια, σε ένα περιβάλλον ταλάντωσης υψηλής συχνότητας Υπό αυτές τις συνθήκες, η ατομική αντικατάσταση στη δομή του μεταλλικού κρυστάλλου ολοκληρώνεται για να σχηματίσει ένα μεταβατικό στρώμα κράματος, αποφεύγοντας αποτελεσματικά την εμφάνιση ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Ταυτόχρονα, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας υπερηχητικής συγκόλλησης, το στρώμα οξειδίου στην επιφάνεια του μονονήματος αγωγού αλουμινίου αποκολλάται και στη συνέχεια ολοκληρώνεται η σύνδεση συγκόλλησης μεταξύ των μονονημάτων, γεγονός που βελτιώνει τις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες της σύνδεσης.
Σε σύγκριση με άλλες μορφές σύνδεσης, ο εξοπλισμός υπερηχητικής συγκόλλησης είναι ένας συνήθως χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός επεξεργασίας για τους κατασκευαστές καλωδιώσεων. Δεν απαιτεί νέες επενδύσεις σε πάγια περιουσιακά στοιχεία. Ταυτόχρονα, οι ακροδέκτες χρησιμοποιούν ακροδέκτες με χάλκινη σφράγιση και το κόστος του τερματικού είναι χαμηλότερο, επομένως έχει το καλύτερο πλεονέκτημα κόστους. Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα. Σε σύγκριση με άλλες μορφές σύνδεσης, η υπερηχητική συγκόλληση έχει ασθενέστερες μηχανικές ιδιότητες και κακή αντοχή στους κραδασμούς. Επομένως, η χρήση συνδέσεων υπερηχητικής συγκόλλησης δεν συνιστάται σε περιοχές με κραδασμούς υψηλής συχνότητας.
05 Συγκόλληση με πλάσμα
Η συγκόλληση με πλάσμα χρησιμοποιεί ακροδέκτες χαλκού και σύρματα αλουμινίου για σύνδεση με πτύχωση και, στη συνέχεια, με την προσθήκη συγκολλητικού υλικού, το τόξο πλάσματος χρησιμοποιείται για την ακτινοβόληση και θέρμανση της περιοχής που πρόκειται να συγκολληθεί, την τήξη του συγκολλητικού υλικού, την πλήρωση της περιοχής συγκόλλησης και την ολοκλήρωση της σύνδεσης του σύρματος αλουμινίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.
Η συγκόλληση με πλάσμα αγωγών αλουμινίου χρησιμοποιεί πρώτα συγκόλληση με πλάσμα ακροδεκτών χαλκού και η πτύχωση και η στερέωση των αγωγών αλουμινίου ολοκληρώνεται με πτύχωση. Οι ακροδέκτες συγκόλλησης με πλάσμα σχηματίζουν μια δομή σε σχήμα βαρελιού μετά την πτύχωση και στη συνέχεια η περιοχή συγκόλλησης του ακροδέκτη γεμίζεται με συγκολλητικό υλικό που περιέχει ψευδάργυρο και το πτύχωμα γίνεται με συγκολλητικό υλικό που περιέχει ψευδάργυρο. Υπό την ακτινοβολία του τόξου πλάσματος, το συγκολλητικό υλικό που περιέχει ψευδάργυρο θερμαίνεται και τήκεται και στη συνέχεια εισέρχεται στο κενό σύρματος στην περιοχή πτύχωσης μέσω τριχοειδούς δράσης για να ολοκληρωθεί η διαδικασία σύνδεσης των ακροδεκτών χαλκού και των καλωδίων αλουμινίου.
Τα σύρματα αλουμινίου συγκόλλησης με πλάσμα ολοκληρώνουν την γρήγορη σύνδεση μεταξύ των συρμάτων αλουμινίου και των ακροδεκτών χαλκού μέσω πτύχωσης, παρέχοντας αξιόπιστες μηχανικές ιδιότητες. Ταυτόχρονα, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πτύχωσης, μέσω λόγου συμπίεσης 70% έως 80%, ολοκληρώνεται η καταστροφή και η αποφλοίωση του στρώματος οξειδίου του αγωγού, βελτιώνοντας αποτελεσματικά την ηλεκτρική απόδοση, μειώνοντας την αντίσταση επαφής των σημείων σύνδεσης και αποτρέποντας τη θέρμανση των σημείων σύνδεσης. Στη συνέχεια, προσθέστε συγκολλητικό υλικό που περιέχει ψευδάργυρο στο άκρο της περιοχής πτύχωσης και χρησιμοποιήστε μια δέσμη πλάσματος για να ακτινοβολήσετε και να θερμάνετε την περιοχή συγκόλλησης. Το συγκολλητικό υλικό που περιέχει ψευδάργυρο θερμαίνεται και λιώνει και το συγκολλητικό υλικό γεμίζει το κενό στην περιοχή πτύχωσης μέσω τριχοειδούς δράσης, επιτυγχάνοντας ψεκασμό αλατούχου νερού στην περιοχή πτύχωσης. Η απομόνωση ατμών αποφεύγει την εμφάνιση ηλεκτροχημικής διάβρωσης. Ταυτόχρονα, επειδή το συγκολλητικό υλικό είναι απομονωμένο και ρυθμισμένο, σχηματίζεται μια ζώνη μετάβασης, η οποία αποφεύγει αποτελεσματικά την εμφάνιση θερμικής ερπυσμού και μειώνει τον κίνδυνο αυξημένης αντίστασης σύνδεσης υπό θερμά και ψυχρά σοκ. Μέσω της συγκόλλησης με πλάσμα της περιοχής σύνδεσης, η ηλεκτρική απόδοση της περιοχής σύνδεσης βελτιώνεται αποτελεσματικά και οι μηχανικές ιδιότητες της περιοχής σύνδεσης βελτιώνονται περαιτέρω.
Σε σύγκριση με άλλες μορφές σύνδεσης, η συγκόλληση με πλάσμα απομονώνει τους ακροδέκτες χαλκού και τους αγωγούς αλουμινίου μέσω του μεταβατικού στρώματος συγκόλλησης και του ενισχυμένου στρώματος συγκόλλησης, μειώνοντας αποτελεσματικά την ηλεκτροχημική διάβρωση του χαλκού και του αλουμινίου. Και το ενισχυμένο στρώμα συγκόλλησης περιβάλλει την ακραία επιφάνεια του αγωγού αλουμινίου έτσι ώστε οι ακροδέκτες χαλκού και ο πυρήνας του αγωγού να μην έρχονται σε επαφή με τον αέρα και την υγρασία, μειώνοντας περαιτέρω τη διάβρωση. Επιπλέον, το μεταβατικό στρώμα συγκόλλησης και το ενισχυμένο στρώμα συγκόλλησης στερεώνουν σφιχτά τους ακροδέκτες χαλκού και τις συνδέσεις συρμάτων αλουμινίου, αυξάνοντας αποτελεσματικά τη δύναμη έλξης των συνδέσεων και καθιστώντας τη διαδικασία επεξεργασίας απλή. Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα. Η εφαρμογή της συγκόλλησης με πλάσμα στους κατασκευαστές καλωδιώσεων απαιτεί ξεχωριστό ειδικό εξοπλισμό συγκόλλησης με πλάσμα, ο οποίος έχει μικρή ευελιξία και αυξάνει την επένδυση σε πάγια περιουσιακά στοιχεία των κατασκευαστών καλωδιώσεων. Δεύτερον, στη διαδικασία συγκόλλησης με πλάσμα, η συγκόλληση ολοκληρώνεται με τριχοειδή δράση. Η διαδικασία πλήρωσης κενών στην περιοχή πτύχωσης είναι ανεξέλεγκτη, με αποτέλεσμα ασταθή τελική ποιότητα συγκόλλησης στην περιοχή σύνδεσης συγκόλλησης με πλάσμα, με αποτέλεσμα μεγάλες αποκλίσεις στην ηλεκτρική και μηχανική απόδοση.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Φεβρουαρίου 2024