Dado que los conductores de aluminio se utilizan cada vez más en los mazos de cables de automóviles, este artículo analiza y organiza la tecnología de conexión de los mazos de cables de alimentación de aluminio, y analiza y compara el rendimiento de diferentes métodos de conexión para facilitar la selección posterior de los métodos de conexión de los mazos de cables de alimentación de aluminio.
01 Descripción general
Con la promoción de la aplicación de conductores de aluminio en mazos de cables de automóviles, el uso de conductores de aluminio en lugar de los tradicionales conductores de cobre está aumentando gradualmente.Sin embargo, en el proceso de aplicación de alambres de aluminio que reemplazan a los alambres de cobre, la corrosión electroquímica, la fluencia a alta temperatura y la oxidación de los conductores son problemas que deben enfrentarse y resolverse durante el proceso de aplicación.Al mismo tiempo, la aplicación de alambres de aluminio que reemplazan a los alambres de cobre debe cumplir con los requisitos de los alambres 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 alambres de aluminio, actualmente existen cuatro métodos de conexión principales en la industria, a saber: soldadura por fricción y soldadura a presión, soldadura por fricción, soldadura ultrasónica y soldadura por plasma.
El siguiente es un análisis y comparación de 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 a presión, primero use varillas de cobre y varillas de aluminio para la soldadura por fricción, y luego estampe las varillas de cobre para formar conexiones eléctricas.Las varillas de aluminio se mecanizan y se les da forma para formar extremos engarzados de aluminio y se producen terminales de cobre y aluminio.Luego, el cable de aluminio se inserta en el extremo de engarce de aluminio del terminal de cobre-aluminio y se engarza hidráulicamente a través del equipo de engarce de mazos de cables tradicional para completar la conexión entre el conductor de aluminio y el terminal de cobre-aluminio, 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 y aluminio mediante 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 causado por diferentes coeficientes de expansión térmica del cobre y el aluminio.Además, la formación de la zona de transición de aleación también evita eficazmente la corrosión electroquímica causada por las diferentes actividades metálicas entre el cobre y el aluminio.El sellado posterior con tubos termorretráctiles sirve para aislar la niebla salina y el vapor de agua, lo que también evita eficazmente la aparición de corrosión electroquímica.Mediante el engarzado hidráulico del cable de aluminio y el extremo engarzado de aluminio del terminal de cobre-aluminio, la estructura de monofilamento del conductor de aluminio y la capa de óxido en la pared interior del extremo engarzado de aluminio se destruyen y pelan, y luego el frío se completa entre los cables individuales y entre el conductor conductor de aluminio y la pared interior del extremo engarzado.La combinación de soldadura mejora el rendimiento eléctrico de la conexión y proporciona el rendimiento mecánico más fiable.
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 del extremo, se realiza la soldadura por fricción con el terminal de cobre.La conexión de soldadura entre el conductor de alambre y el terminal de cobre se completa mediante soldadura por fricción, como se muestra en la Figura 2.
La soldadura por fricción conecta cables de aluminio.Primero, el tubo de aluminio se instala en el conductor del alambre de aluminio mediante engarzado.La estructura de monofilamento del conductor se plastifica mediante engarce para formar una sección transversal circular apretada.Luego, la sección transversal de soldadura se aplana girándola 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 se sueldan y conectan mediante soldadura por fricción, y luego la rebaba de soldadura se corta y se le da 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 mediante la soldadura por fricción entre terminales de cobre y cables de aluminio, lo que reduce eficazmente la corrosión electroquímica del cobre y el aluminio.La zona de transición de soldadura por fricción de cobre y aluminio se sella con un tubo adhesivo termorretráctil en la etapa posterior.El área de soldadura no estará expuesta al aire ni a la humedad, lo que reducirá aún más la corrosión.Además, el área de soldadura es donde el conductor de alambre de aluminio se conecta directamente al terminal de cobre mediante soldadura, lo que aumenta efectivamente la fuerza de extracción de la unión y simplifica el proceso de procesamiento.
Sin embargo, las desventajas también existen en la conexión entre alambres de aluminio y terminales de cobre-aluminio en la Figura 1. La aplicación de la soldadura por fricción a los fabricantes de mazos de cables requiere equipos de soldadura por fricción especiales separados, que tienen poca versatilidad y aumentan la inversión en activos fijos de alambre. fabricantes de arneses.En segundo lugar, en la soldadura por fricción Durante el proceso, la estructura de monofilamento del cable se suelda directamente por fricción con el terminal de cobre, lo que da como resultado cavidades en el área de conexión de la soldadura por fricción.La presencia de polvo y otras impurezas afectarán la calidad final de la soldadura, provocando inestabilidad en las propiedades mecánicas y eléctricas de la conexión de soldadura.
04 Soldadura ultrasónica
La soldadura ultrasónica de alambres de aluminio utiliza equipos de soldadura ultrasónica para conectar alambres 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 alambres de aluminio y terminales de cobre se conectan entre sí para completar el alambre de aluminio. La conexión de los terminales de cobre se muestra en la Figura 3.
La conexión de soldadura ultrasónica se produce cuando los cables de aluminio y los terminales de cobre vibran con 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 cristalina metálica cúbica centrada en la cara, en un entorno de oscilación de alta frecuencia. Bajo esta condición, el reemplazo atómico en la estructura cristalina metálica se completa para formar una capa de transición de aleación, evitando efectivamente la aparición de corrosión electroquímica. .Al mismo tiempo, durante el proceso de soldadura ultrasónica, se retira la capa de óxido de la superficie del monofilamento conductor de aluminio 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 formas de conexión, el equipo de soldadura ultrasónica es un equipo de procesamiento comúnmente utilizado por los fabricantes de mazos de cables.No requiere nueva inversión en activos fijos.Al mismo tiempo, los terminales utilizan terminales estampados de cobre y el costo del terminal es menor, por lo que tiene la mejor ventaja de costos.Sin embargo, también existen desventajas.En comparación con otras formas de conexión, la soldadura ultrasónica tiene propiedades mecánicas más débiles y poca resistencia a las vibraciones.Por lo tanto, no se recomienda el uso de conexiones de soldadura ultrasónica en áreas de vibración de alta frecuencia.
05 Soldadura por plasma
La soldadura por plasma utiliza terminales de cobre y cables de aluminio para la conexión engarzada y luego, al agregar 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 del cable de aluminio, como se muestra en la Figura 4.
La soldadura por plasma de conductores de aluminio utiliza primero la soldadura por plasma de terminales de cobre, y el engarzado y fijación de los conductores de aluminio se completa mediante engarzado.Los terminales de soldadura por plasma forman una estructura en forma de barril después del engarzado, y luego el área de soldadura del terminal se llena con soldadura que contiene zinc y el extremo engarzado se agrega con soldadura que contiene zinc.Bajo la irradiación del arco de plasma, la soldadura que contiene zinc se calienta y se funde, y luego ingresa al espacio del cable en el área de engarzado a través de la acción capilar para completar el proceso de conexión de los terminales de cobre y los cables de aluminio.
Los alambres de aluminio para soldadura por plasma completan la conexión rápida entre los alambres de aluminio y los terminales de cobre mediante engarzado, proporcionando propiedades mecánicas confiables.Al mismo tiempo, durante el proceso de engarzado, a través de una relación de compresión del 70% al 80%, se completa la destrucción y el desprendimiento de la capa de óxido del conductor, mejorando efectivamente el rendimiento eléctrico, reduciendo la resistencia de contacto de los puntos de conexión y evitando Calentamiento de puntos de conexión.Luego agregue soldadura que contenga zinc al final del área de engarce y use un haz de plasma para irradiar y calentar el área de soldadura.La soldadura que contiene zinc se calienta y se funde, y la soldadura llena el espacio en el área de engarzado a través de la acción capilar, logrando agua salada rociada en el área de engarzado.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 que evita eficazmente la aparición de fluencia térmica y reduce el riesgo de una mayor resistencia de la conexión bajo choques fríos y calientes.Mediante la soldadura por plasma del área de conexión, se mejora efectivamente el rendimiento eléctrico del área de conexión y también se mejoran aún más las propiedades mecánicas del área de conexión.
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 reforzada, lo que reduce eficazmente la corrosión electroquímica del cobre y el aluminio.Y la capa de soldadura reforzada envuelve la cara final del conductor de aluminio para que los 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 uniones de alambre de aluminio, aumentando efectivamente la fuerza de extracción de las uniones y simplificando el proceso de procesamiento.Sin embargo, también existen desventajas.La aplicación de la soldadura por plasma a los fabricantes de arneses de cables requiere equipos de soldadura por plasma separados, que tienen poca versatilidad y aumentan la inversión en activos fijos de los fabricantes de arneses de cables.En segundo lugar, en el proceso de soldadura por plasma, la soldadura se completa mediante acción capilar.El proceso de llenado de huecos en el área de engarzado es incontrolable, lo que resulta en una calidad de soldadura final inestable en el área de conexión de soldadura por plasma, lo que resulta en grandes desviaciones en el rendimiento eléctrico y mecánico.
Hora de publicación: 19 de febrero de 2024