A medida que los conductores de aluminio se utilizan cada vez más en los arneses de cableado automotrices, este artículo analiza y organiza la tecnología de conexión de los arneses de cableado de energía de aluminio, y analiza y compara el rendimiento de diferentes métodos de conexión para facilitar la selección posterior de los métodos de conexión del arnés de cableado de potencia de aluminio.
01 Descripción general
Con la promoción de la aplicación de conductores de aluminio en arneses de cableado de automóviles, el uso de conductores de aluminio en lugar de conductores de cobre tradicionales está aumentando gradualmente. Sin embargo, en el proceso de aplicación de los cables de aluminio que reemplazan los cables de cobre, la corrosión electroquímica, la fluencia a alta temperatura y la oxidación del conductor son problemas que deben enfrentarse y resolverse durante el proceso de aplicación. Al mismo tiempo, la aplicación de cables de aluminio que reemplazan los cables de cobre deben cumplir con los requisitos de los cables de cobre originales. Propiedades eléctricas y mecánicas para evitar la degradación del rendimiento.
Para resolver problemas como la corrosión electroquímica, la fluencia a alta temperatura y la oxidación del conductor durante la aplicación de cables de aluminio, actualmente hay cuatro métodos de conexión convencional en la industria, a saber: soldadura por fricción y soldadura por presión, soldadura por fricción, soldadura ultrasónica y soldadura por plasma.
La siguiente es una comparación de análisis y rendimiento de los principios y estructuras de conexión de estos cuatro tipos de conexiones.
02 Soldadura por fricción y soldadura por presión
Soldadura por fricción y unión de presión, primero usa varillas de cobre y varillas de aluminio para soldadura por fricción, y luego estampa las varillas de cobre para formar conexiones eléctricas. Las varillas de aluminio se mecanizan y se forman para formar extremos de engarzado de aluminio, y se producen terminales de cobre y aluminio. Luego, el alambre de aluminio se inserta en el extremo de aluminio de enrollamiento de la terminal de cobre-aluminio y ribera hidráulicamente a través de equipos de enrollamiento de arnés de alambre tradicional para completar la conexión entre el conductor de aluminio y la terminal de aluminio de cobre, como se muestra en la Figura 1.
En comparación con otras formas de conexión, la soldadura por fricción y la soldadura por presión forman una zona de transición de aleación de cobre aluminio a través de la soldadura por fricción de varillas de cobre y varillas de aluminio. La superficie de soldadura es más uniforme y densa, evitando efectivamente el problema de fluencia térmica causada por diferentes coeficientes de expansión térmica de cobre y aluminio. , Además, la formación de la zona de transición de aleación también evita efectivamente la corrosión electroquímica causada por las diferentes actividades de metales entre el cobre y el aluminio. El sellado posterior con tubos de retiro de calor se usa para aislar el aerosol de sal y el vapor de agua, lo que también evita efectivamente la aparición de corrosión electroquímica. A través del enggamiento hidráulico del alambre de aluminio y el extremo de aluminio de enjuague de la terminal de cobre-aluminio, la estructura de monofilamento del conductor de aluminio y la capa de óxido en la pared interna del extremo de enjuague de aluminio se destruyen y se pelan, y luego el frío se completa entre las alambres individuales y entre el conductor de aluminio y la pared interna del extremo de la crima. La combinación de soldadura mejora el rendimiento eléctrico de la conexión y proporciona el rendimiento mecánico más confiable.
03 soldadura por fricción
La soldadura por fricción utiliza un tubo de aluminio para engarzar y dar forma al conductor de aluminio. Después de cortar la cara final, la soldadura por fricción se realiza con el terminal de cobre. La conexión de soldadura entre el conductor del cable y el terminal de cobre se completa a través de la soldadura por fricción, como se muestra en la Figura 2.
La soldadura por fricción conecta los cables de aluminio. Primero, el tubo de aluminio se instala en el conductor del alambre de aluminio a través de la copa. La estructura de monofilamento del conductor se plastra a través de la copa para formar una sección transversal circular apretada. Luego, la sección transversal de soldadura se aplana girando para completar el proceso. Preparación de superficies de soldadura. Un extremo del terminal de cobre es la estructura de conexión eléctrica, y el otro extremo es la superficie de conexión de soldadura del terminal de cobre. La superficie de conexión de soldadura del terminal de cobre y la superficie de soldadura del alambre de aluminio están soldados y conectados a través de la soldadura por fricción, y luego el flash de soldadura se corta y se forma para completar el proceso de conexión del alambre de aluminio de soldadura por fricción.
En comparación con otras formas de conexión, la soldadura por fricción forma una conexión de transición entre el cobre y el aluminio a través de la soldadura por fricción entre los terminales de cobre y los cables de aluminio, reduciendo efectivamente la corrosión electroquímica de cobre y aluminio. La zona de transición de soldadura por fricción de cobre aluminio está sellada con tubos de contracción del calor adhesivo en la etapa posterior. El área de soldadura no estará expuesta al aire y la humedad, reduciendo aún más la corrosión. Además, el área de soldadura es donde el conductor de alambre de aluminio está directamente conectado al terminal de cobre a través de la soldadura, lo que aumenta efectivamente la fuerza de extracción de la junta y simplifica el proceso de procesamiento.
Sin embargo, las desventajas también existen en la conexión entre los cables de aluminio y las terminales de cobre-aluminio en la Figura 1. La aplicación de soldadura por fricción a los fabricantes de arneses de alambre requiere un equipo de soldadura de fricción especial separado, que tiene una versatilidad deficiente y aumenta la inversión en activos fijos de fabricantes de arneses de cables. En segundo lugar, en la soldadura por fricción durante el proceso, la estructura de monofilamento del cable está directamente soldada con el terminal de cobre, lo que resulta en cavidades en el área de conexión de soldadura por fricción. La presencia de polvo y otras impurezas afectará la calidad final de soldadura, causando inestabilidad en las propiedades mecánicas y eléctricas de la conexión de soldadura.
04 soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica de cables de aluminio utiliza equipos de soldadura ultrasónica para conectar cables de aluminio y terminales de cobre. A través de la oscilación de alta frecuencia del cabezal de soldadura del equipo de soldadura ultrasónica, los monofilamentos de alambre de aluminio y los cables de aluminio y las terminales de cobre se conectan juntos para completar el cable de aluminio y la conexión de las terminales de cobre se muestra en la Figura 3.
La conexión de soldadura ultrasónica es cuando los cables de aluminio y los terminales de cobre vibran en ondas ultrasónicas de alta frecuencia. La vibración y la fricción entre el cobre y el aluminio completan la conexión entre el cobre y el aluminio. Debido a que tanto el cobre como el aluminio tienen una estructura de cristal de metal cúbico centrado en la cara, en un entorno de oscilación de alta frecuencia bajo esta condición, el reemplazo atómico en la estructura de cristal metálico se completa para formar una capa de transición de aleación, evitando efectivamente la aparición de la corrosión electroquímica. Al mismo tiempo, durante el proceso de soldadura ultrasónica, la capa de óxido en la superficie del monofilamento del conductor de aluminio se despega, y luego se completa la conexión de soldadura entre los monofilamentos, lo que mejora las propiedades eléctricas y mecánicas de la conexión.
En comparación con otras formularios de conexión, el equipo de soldadura ultrasónica es un equipo de procesamiento de uso común para fabricantes de arneses de cables. No requiere una nueva inversión de activos fijos. Al mismo tiempo, los terminales usan terminales estampadas de cobre, y el costo terminal es más bajo, por lo que tiene la mejor ventaja de costo. Sin embargo, también existen desventajas. En comparación con otras formas de conexión, la soldadura ultrasónica tiene propiedades mecánicas más débiles y una resistencia de vibración deficiente. Por lo tanto, no se recomienda el uso de conexiones de soldadura ultrasónica en áreas de vibración de alta frecuencia.
05 soldadura de plasma
La soldadura por plasma utiliza terminales de cobre y cables de aluminio para la conexión de engarzado, y luego agregando soldadura, el arco de plasma se usa para irradiar y calentar el área a soldar, derretir la soldadura, llenar el área de soldadura y completar la conexión de alambre de aluminio, como se muestra en la Figura 4.
La soldadura por plasma de los conductores de aluminio primero utiliza la soldadura en plasma de las terminales de cobre, y el enggamiento y la fijación de los conductores de aluminio se completan mediante el enrollamiento. Los terminales de soldadura de plasma forman una estructura en forma de cañón después de la copa, y luego el área de soldadura de la terminal está llena de soldadura que contiene zinc, y el extremo engicado se agrega soldadura que contiene zinc. Bajo la irradiación del arco de plasma, la soldadura que contiene zinc se calienta y se derrite, y luego entra en el espacio de alambre en el área de enrollamiento a través de la acción capilar para completar el proceso de conexión de las terminales de cobre y los cables de aluminio.
Los cables de aluminio de soldadura por plasma completan la conexión rápida entre los cables de aluminio y las terminales de cobre a través de la copa, proporcionando propiedades mecánicas confiables. Al mismo tiempo, durante el proceso de enmendamiento, a través de una relación de compresión del 70% al 80%, se completa la destrucción y despegue de la capa de óxido del conductor, mejora efectivamente el rendimiento eléctrico, reduce la resistencia de contacto de los puntos de conexión y evita el calentamiento de los puntos de conexión. Luego agregue la soldadura que contiene zinc al final del área de enrollamiento y use un haz de plasma para irradiar y calentar el área de soldadura. La soldadura que contiene zinc se calienta y se derrite, y la soldadura llena el vacío en el área de enrollamiento a través de la acción capilar, logrando el agua de spray de sal en el área de enrollamiento. El aislamiento de vapor evita la aparición de corrosión electroquímica. Al mismo tiempo, debido a que la soldadura está aislada y amortiguada, se forma una zona de transición, lo que evita efectivamente la aparición de fluencia térmica y reduce el riesgo de una mayor resistencia de la conexión bajo choques calientes y fríos. A través de la soldadura por plasma del área de conexión, el rendimiento eléctrico del área de conexión se mejora de manera efectiva, y las propiedades mecánicas del área de conexión también mejoran aún más.
En comparación con otras formas de conexión, la soldadura por plasma aísla los terminales de cobre y los conductores de aluminio a través de la capa de soldadura de transición y la capa de soldadura fortalecida, reduciendo efectivamente la corrosión electroquímica de cobre y aluminio. Y la capa de soldadura reforzada envuelve la cara final del conductor de aluminio para que las terminales de cobre y el núcleo del conductor no entren en contacto con el aire y la humedad, reduciendo aún más la corrosión. Además, la capa de soldadura de transición y la capa de soldadura reforzada fijan firmemente los terminales de cobre y las juntas de alambre de aluminio, aumentando efectivamente la fuerza de extracción de las juntas y simplificando el proceso de procesamiento. Sin embargo, también existen desventajas. La aplicación de la soldadura por plasma a los fabricantes de arneses de alambre requiere un equipo de soldadura de plasma dedicado por separado, que tiene una versatilidad deficiente y aumenta la inversión en activos fijos de fabricantes de arneses de cables. En segundo lugar, en el proceso de soldadura de plasma, la soldadura se completa por acción capilar. El proceso de llenado de brechas en el área de engestión es incontrolable, lo que resulta en una calidad de soldadura final inestable en el área de conexión de soldadura de plasma, lo que resulta en grandes desviaciones en el rendimiento eléctrico y mecánico.
Tiempo de publicación: Feb-19-2024