Budući da se aluminijski vodiči sve više koriste u automobilskim kabelskim snopovima, ovaj članak analizira i organizira tehnologiju spajanja aluminijskih energetskih kabelskih snopova te analizira i uspoređuje izvedbu različitih metoda spajanja kako bi se olakšao kasniji odabir metoda spajanja aluminijskih energetskih kabelskih snopova.
01 Pregled
S promicanjem primjene aluminijskih vodiča u automobilskim kabelskim snopovima, upotreba aluminijskih vodiča umjesto tradicionalnih bakrenih vodiča postupno raste.Međutim, u procesu primjene aluminijskih žica koje zamjenjuju bakrene žice, elektrokemijska korozija, puzanje pri visokim temperaturama i oksidacija vodiča problemi su s kojima se treba suočiti i koje treba riješiti tijekom procesa primjene.Istodobno, primjena aluminijskih žica koje zamjenjuju bakrene žice mora ispunjavati zahtjeve izvornih bakrenih žica.Električna i mehanička svojstva kako bi se izbjegla degradacija performansi.
Kako bi se riješili problemi kao što su elektrokemijska korozija, visokotemperaturno puzanje i oksidacija vodiča tijekom primjene aluminijskih žica, trenutno postoje četiri glavne metode povezivanja u industriji, naime: zavarivanje trenjem i zavarivanje pritiskom, zavarivanje trenjem, ultrazvučno zavarivanje i zavarivanje plazmom.
Slijedi analiza i usporedba performansi principa povezivanja i struktura ove četiri vrste veza.
02 Zavarivanje trenjem i zavarivanje pod pritiskom
Frikcijsko zavarivanje i spajanje pod pritiskom, prvo koristite bakrene šipke i aluminijske šipke za zavarivanje trenjem, a zatim utisnite bakrene šipke kako biste formirali električne veze.Aluminijske šipke se strojno obrađuju i oblikuju tako da tvore aluminijske naborane krajeve, a proizvode se bakreni i aluminijski terminali.Zatim se aluminijska žica umetne u aluminijski kraj za stezanje bakar-aluminij stezaljke i hidraulički savija kroz tradicionalnu opremu za stezanje žica kako bi se dovršila veza između aluminijskog vodiča i bakar-aluminijske stezaljke, kao što je prikazano na slici 1.
U usporedbi s drugim oblicima spajanja, zavarivanje trenjem i zavarivanje pritiskom stvara prijelaznu zonu legure bakra i aluminija kroz zavarivanje trenjem bakrenih šipki i aluminijskih šipki.Površina za zavarivanje je jednoličnija i gušća, čime se učinkovito izbjegava problem toplinskog puzanja uzrokovan različitim koeficijentima toplinskog širenja bakra i aluminija.Osim toga, formiranje prijelazne zone legure također učinkovito izbjegava elektrokemijsku koroziju uzrokovanu različitim aktivnostima metala između bakra i aluminija.Naknadno brtvljenje termoskupljajućim cijevima koristi se za izolaciju slanog spreja i vodene pare, čime se također učinkovito izbjegava pojava elektrokemijske korozije.Kroz hidrauličko savijanje aluminijske žice i aluminijskog savijenog kraja bakar-aluminijskog terminala, monofilamentna struktura aluminijskog vodiča i oksidni sloj na unutarnjoj stijenci aluminijskog savijenog kraja se uništavaju i ljušte, a zatim hladno je dovršen između pojedinačnih žica i između vodiča aluminijskog vodiča i unutarnje stijenke kraja savijanja.Kombinacija zavarivanja poboljšava električnu izvedbu veze i pruža najpouzdaniju mehaničku izvedbu.
03 Zavarivanje trenjem
Zavarivanje trenjem koristi aluminijsku cijev za savijanje i oblikovanje aluminijskog vodiča.Nakon rezanja čeone strane, vrši se zavarivanje trenjem s bakrenim priključkom.Spajanje zavarivanjem između žičanog vodiča i bakrenog terminala dovršava se zavarivanjem trenjem, kao što je prikazano na slici 2.
Zavarivanjem trenjem spajaju se aluminijske žice.Prvo se aluminijska cijev ugrađuje na vodič aluminijske žice presovanjem.Struktura monofilamenta vodiča plastificirana je presovanjem kako bi se formirao čvrsti kružni presjek.Zatim se poprečni presjek zavarivanja spljošti okretanjem kako bi se završio postupak.Priprema površina za zavarivanje.Jedan kraj bakrenog terminala je električna spojna struktura, a drugi kraj je spojna površina za zavarivanje bakrenog terminala.Spojna površina za zavarivanje bakrenog terminala i površina za zavarivanje aluminijske žice zavarene su i povezane zavarivanjem trenjem, a zatim se zavarivački bljesak reže i oblikuje kako bi se dovršio postupak spajanja aluminijske žice za zavarivanje trenjem.
U usporedbi s drugim oblicima spajanja, zavarivanje trenjem stvara prijelaznu vezu između bakra i aluminija putem zavarivanja trenjem između bakrenih terminala i aluminijskih žica, učinkovito smanjujući elektrokemijsku koroziju bakra i aluminija.Prijelazna zona tarnog zavarivanja bakar-aluminij zabrtvljena je ljepljivom termoskupljajućom cijevi u kasnijoj fazi.Područje zavarivanja neće biti izloženo zraku i vlazi, što dodatno smanjuje koroziju.Osim toga, područje zavarivanja je mjesto gdje je vodič od aluminijske žice izravno povezan s bakrenim terminalom putem zavarivanja, što učinkovito povećava silu izvlačenja spoja i čini proces obrade jednostavnim.
Međutim, nedostaci također postoje u vezi između aluminijskih žica i bakar-aluminijskih terminala na slici 1. Primjena zavarivanja trenjem kod proizvođača kabelskih snopova zahtijeva posebnu opremu za zavarivanje trenjem, koja ima slabu svestranost i povećava ulaganja u osnovna sredstva žice proizvođači pojaseva.Drugo, kod zavarivanja trenjem. Tijekom procesa, monofilamentna struktura žice izravno je zavarena trenjem s bakrenim terminalom, što rezultira šupljinama u području spoja zavarivanja trenjem.Prisutnost prašine i drugih nečistoća utjecat će na konačnu kvalitetu zavarivanja, uzrokujući nestabilnost u mehaničkim i električnim svojstvima zavarenog spoja.
04 Ultrazvučno zavarivanje
Ultrazvučno zavarivanje aluminijskih žica koristi ultrazvučnu opremu za zavarivanje za spajanje aluminijskih žica i bakrenih terminala.Kroz visokofrekventne oscilacije glave za zavarivanje ultrazvučne opreme za zavarivanje, monofilamenti aluminijske žice i aluminijske žice i bakreni terminali povezani su zajedno kako bi dovršili aluminijsku žicu i Spajanje bakrenih terminala prikazano je na slici 3.
Spajanje ultrazvučnim zavarivanjem je kada aluminijske žice i bakreni terminali vibriraju na ultrazvučnim valovima visoke frekvencije.Vibracije i trenje između bakra i aluminija dovršavaju vezu između bakra i aluminija.Budući da i bakar i aluminij imaju kubičnu metalnu kristalnu strukturu usmjerenu na površinu, u visokofrekventnom oscilirajućem okruženju Pod ovim uvjetom, zamjena atoma u metalnoj kristalnoj strukturi je dovršena da bi se formirao prijelazni sloj legure, učinkovito izbjegavajući pojavu elektrokemijske korozije .Ujedno se tijekom procesa ultrazvučnog zavarivanja skida oksidni sloj na površini monofilamenta aluminijskog vodiča, a zatim se dovršava zavareni spoj između monofilamenata, čime se poboljšavaju električna i mehanička svojstva spoja.
U usporedbi s drugim oblicima povezivanja, oprema za ultrazvučno zavarivanje često je korištena oprema za obradu za proizvođače kabelskih snopova.Ne zahtijeva nova ulaganja u osnovna sredstva.U isto vrijeme, terminali koriste bakrene terminale, a trošak terminala je niži, tako da ima najbolju troškovnu prednost.Međutim, postoje i nedostaci.U usporedbi s drugim oblicima spajanja, ultrazvučno zavarivanje ima slabija mehanička svojstva i slabiju otpornost na vibracije.Stoga se ne preporuča korištenje spojeva za ultrazvučno zavarivanje u područjima s visokofrekventnim vibracijama.
05 Plazma zavarivanje
Plazma zavarivanje koristi bakrene terminale i aluminijske žice za presovanje, a zatim se dodavanjem lema plazma luk koristi za zračenje i zagrijavanje područja koje treba zavariti, taljenje lema, popunjavanje područja zavarivanja i dovršavanje spoja aluminijske žice, kao prikazano na slici 4.
Kod plazma zavarivanja aluminijskih vodiča najprije se koristi plazma zavarivanje bakrenih stezaljki, a presovanje i pričvršćivanje aluminijskih vodiča završava se presovanjem.Stezaljke za plazma zavarivanje tvore strukturu u obliku bačve nakon presovanja, a zatim se područje zavarivanja terminala ispuni lemom koji sadrži cink, a naborani kraj se dodaje lem koji sadrži cink.Pod zračenjem plazma luka, lem koji sadrži cink se zagrijava i topi, a zatim kapilarnim djelovanjem ulazi u procjep žice u području presovanja kako bi se dovršio proces spajanja bakrenih terminala i aluminijskih žica.
Aluminijske žice za zavarivanje plazmom upotpunjuju brzu vezu između aluminijskih žica i bakrenih priključaka putem presovanja, pružajući pouzdana mehanička svojstva.U isto vrijeme, tijekom procesa presovanja, kroz omjer kompresije od 70% do 80%, dovršava se uništavanje i ljuštenje oksidnog sloja vodiča, učinkovito poboljšava električnu izvedbu, smanjuje kontaktni otpor spojnih točaka i sprječava zagrijavanje priključnih točaka.Zatim dodajte lem koji sadrži cink na kraj područja za presovanje i upotrijebite zraku plazme za zračenje i zagrijavanje područja zavarivanja.Lem koji sadrži cink se zagrijava i topi, a lem ispunjava prazninu u području savijanja kroz kapilarno djelovanje, postižući raspršivanje slane vode u području savijanja.Parnom izolacijom izbjegava se pojava elektrokemijske korozije.U isto vrijeme, budući da je lem izoliran i puferiran, formira se prijelazna zona, koja učinkovito izbjegava pojavu toplinskog puzanja i smanjuje rizik od povećane otpornosti spoja pod toplim i hladnim udarima.Kroz plazma zavarivanje spojnog područja, električna izvedba priključnog područja je učinkovito poboljšana, a mehanička svojstva spojnog područja također su dodatno poboljšana.
U usporedbi s drugim oblicima spajanja, plazma zavarivanje izolira bakrene terminale i aluminijske vodiče kroz prijelazni zavareni sloj i ojačani zavareni sloj, učinkovito smanjujući elektrokemijsku koroziju bakra i aluminija.A ojačani zavareni sloj obavija čeonu površinu aluminijskog vodiča tako da bakreni terminali i jezgra vodiča ne dolaze u dodir sa zrakom i vlagom, dodatno smanjujući koroziju.Osim toga, prijelazni zavareni sloj i ojačani zavareni sloj čvrsto pričvršćuju bakrene terminale i spojeve aluminijske žice, učinkovito povećavajući silu izvlačenja spojeva i čineći proces obrade jednostavnim.Međutim, postoje i nedostaci.Primjena plazma zavarivanja kod proizvođača žičanih snopova zahtijeva posebnu namjensku opremu za plazma zavarivanje, koja ima slabu svestranost i povećava ulaganja u dugotrajnu imovinu proizvođača žičanih snopova.Drugo, u procesu plazma zavarivanja, lemljenje se dovršava kapilarnim djelovanjem.Proces popunjavanja praznina u području savijanja je nekontroliran, što dovodi do nestabilne konačne kvalitete zavarivanja u spojnom području plazma zavarivanja, što dovodi do velikih odstupanja u električnim i mehaničkim svojstvima.
Vrijeme objave: 19. veljače 2024