מכיוון שמוליכי אלומיניום נמצאים בשימוש יותר ויותר ברתמות חיווט לרכב, מאמר זה מנתח ומארגן את טכנולוגיית החיבור של רתמות חיווט אלומיניום, ומנתח ומשווה את הביצועים של שיטות חיבור שונות כדי להקל על הבחירה מאוחרת יותר של שיטות חיבור רתמות חשמל אלומיניום.
01 סקירה כללית
עם קידום היישום של מוליכים מאלומיניום ברתמות חיווט לרכב, השימוש במוליכי אלומיניום במקום מוליכים נחושת מסורתיים עולה בהדרגה.עם זאת, בתהליך היישום של חוטי אלומיניום המחליפים חוטי נחושת, קורוזיה אלקטרוכימית, זחילה בטמפרטורה גבוהה וחמצון מוליכים הן בעיות שיש להתמודד עמן ולפתור אותן במהלך תהליך היישום.יחד עם זאת, היישום של חוטי אלומיניום המחליפים חוטי נחושת חייב לעמוד בדרישות של חוטי הנחושת המקוריים.תכונות חשמליות ומכניות כדי למנוע ירידה בביצועים.
על מנת לפתור בעיות כמו קורוזיה אלקטרוכימית, זחילה בטמפרטורה גבוהה וחמצון מוליכים במהלך יישום חוטי אלומיניום, קיימות כיום ארבע שיטות חיבור מיינסטרים בתעשייה, כלומר: ריתוך חיכוך וריתוך בלחץ, ריתוך חיכוך, ריתוך קולי, ו ריתוך פלזמה.
להלן ניתוח והשוואת ביצועים של עקרונות החיבור והמבנים של ארבעת סוגי החיבורים הללו.
02 ריתוך חיכוך וריתוך בלחץ
ריתוך חיכוך וחיבור בלחץ, תחילה השתמשו במוטות נחושת ובמוטות אלומיניום לריתוך חיכוך, ולאחר מכן החתמו את מוטות הנחושת ליצירת חיבורים חשמליים.מוטות האלומיניום מעובדים ומעוצבים ליצירת קצוות כיווץ אלומיניום, ומיוצרים מסופי נחושת ואלומיניום.לאחר מכן מוכנס חוט האלומיניום לקצה מכווצת האלומיניום של מסוף הנחושת-אלומיניום ומכווץ הידראולית דרך ציוד כיווץ רתמת החוטים המסורתי כדי להשלים את החיבור בין מוליך האלומיניום למסוף הנחושת-אלומיניום, כפי שמוצג באיור 1.
בהשוואה לצורות חיבור אחרות, ריתוך חיכוך וריתוך בלחץ יוצרים אזור מעבר של סגסוגת נחושת-אלומיניום באמצעות ריתוך חיכוך של מוטות נחושת ומוטות אלומיניום.משטח הריתוך אחיד וצפוף יותר, ובכך נמנע למעשה מבעיית הזחילה התרמית הנגרמת על ידי מקדמי התפשטות תרמית שונים של נחושת ואלומיניום.בנוסף, היווצרות אזור המעבר של הסגסוגת מונעת למעשה קורוזיה אלקטרוכימית הנגרמת על ידי פעילויות המתכת השונות בין נחושת לאלומיניום.איטום לאחר מכן עם צינורות כיווץ חום משמש לבידוד תרסיס מלח ואדי מים, אשר גם מונע ביעילות את התרחשות של קורוזיה אלקטרוכימית.באמצעות כיווץ הידראולי של חוט האלומיניום וקצה כיווץ האלומיניום של מסוף הנחושת-אלומיניום, מבנה המונופילמנט של מוליך האלומיניום ושכבת התחמוצת על הדופן הפנימית של קצה כיווץ האלומיניום נהרסים ומתקלפים, ולאחר מכן הקור הושלם בין החוטים הבודדים ובין מוליך האלומיניום לדופן הפנימית של קצה הקרמפ.שילוב הריתוך משפר את הביצועים החשמליים של החיבור ומספק את הביצועים המכניים האמינים ביותר.
03 ריתוך חיכוך
ריתוך חיכוך משתמש בצינור אלומיניום כדי לכיווץ ולעצב את מוליך האלומיניום.לאחר חיתוך פני הקצה, ריתוך חיכוך מתבצע עם מסוף הנחושת.חיבור הריתוך בין מוליך החוט למסוף הנחושת הושלם באמצעות ריתוך חיכוך, כפי שמוצג באיור 2.
ריתוך חיכוך מחבר בין חוטי אלומיניום.ראשית, צינור האלומיניום מותקן על המוליך של חוט האלומיניום באמצעות כיווץ.מבנה המונופילמנט של המוליך מפלסטיק באמצעות כיווץ ליצירת חתך עגול הדוק.לאחר מכן משטחים את חתך הריתוך על ידי סיבוב להשלמת התהליך.הכנת משטחי ריתוך.קצה אחד של מסוף הנחושת הוא מבנה החיבור החשמלי, והקצה השני הוא משטח חיבור הריתוך של מסוף הנחושת.משטח חיבור הריתוך של מסוף הנחושת ומשטח הריתוך של חוט האלומיניום מרותכים ומחוברים באמצעות ריתוך חיכוך, ולאחר מכן חותכים ומעצבים את הבזק הריתוך כדי להשלים את תהליך החיבור של חוט אלומיניום ריתוך חיכוך.
בהשוואה לצורות חיבור אחרות, ריתוך חיכוך יוצר חיבור מעבר בין נחושת לאלומיניום באמצעות ריתוך חיכוך בין מסופי נחושת וחוטי אלומיניום, ומפחית ביעילות את הקורוזיה האלקטרוכימית של נחושת ואלומיניום.אזור המעבר של ריתוך חיכוך נחושת-אלומיניום אטום עם צינורות לכווץ חום דביקים בשלב מאוחר יותר.אזור הריתוך לא ייחשף לאוויר ולחות, מה שמפחית עוד יותר את הקורוזיה.בנוסף, אזור הריתוך הוא המקום שבו מוליך חוטי האלומיניום מחובר ישירות למסוף הנחושת באמצעות ריתוך, מה שמגביר למעשה את כוח המשיכה של המפרק והופך את תהליך העיבוד לפשוט.
עם זאת, החסרונות קיימים גם בחיבור בין חוטי אלומיניום ומסופי נחושת-אלומיניום באיור 1. היישום של ריתוך חיכוך ליצרני רתמות תיל מצריך ציוד ריתוך חיכוך מיוחד נפרד, בעל צדדיות גרועה ומגדיל את ההשקעה בנכסים קבועים של תיל. יצרני רתמות.שנית, בריתוך חיכוך במהלך התהליך, מבנה המונופילמנט של החוט מרותך ישירות בחיכוך עם מסוף הנחושת, וכתוצאה מכך נוצרים חללים באזור חיבור ריתוך החיכוך.נוכחות אבק וזיהומים אחרים תשפיע על איכות הריתוך הסופית, ויגרום לאי יציבות במאפיינים המכניים והחשמליים של חיבור הריתוך.
04 ריתוך אולטרסאונד
ריתוך אולטרסאונד של חוטי אלומיניום משתמש בציוד ריתוך אולטראסוני לחיבור חוטי אלומיניום ומסופי נחושת.באמצעות התנודה בתדר גבוה של ראש הריתוך של ציוד הריתוך האולטראסוני, מונופילמנטים של חוטי אלומיניום וחוטי האלומיניום ומסופי הנחושת מחוברים יחד להשלמת חוט האלומיניום והחיבור של מסופי הנחושת מוצג באיור 3.
חיבור ריתוך אולטראסוני הוא כאשר חוטי אלומיניום ומסופי נחושת רוטטים בגלים אולטראסוניים בתדר גבוה.רטט וחיכוך בין נחושת לאלומיניום משלימים את החיבור בין נחושת לאלומיניום.מכיוון שגם לנחושת וגם לאלומיניום יש מבנה גבישי מתכת מעוקב במרכז הפנים, בסביבת תנודות בתדירות גבוהה בתנאי זה, ההחלפה האטומית במבנה הגבישי המתכתי הושלמה ליצירת שכבת מעבר סגסוגת, ובכך נמנעת למעשה התרחשות של קורוזיה אלקטרוכימית .במקביל, בתהליך הריתוך האולטראסוני מקלפים את שכבת התחמוצת על פני מונופילמנט מוליך האלומיניום, ולאחר מכן מסתיים חיבור הריתוך בין המונופילמנטים, מה שמשפר את התכונות החשמליות והמכניות של החיבור.
בהשוואה לצורות חיבור אחרות, ציוד ריתוך קולי הוא ציוד עיבוד נפוץ עבור יצרני רתמות תיל.זה לא דורש השקעה ברכוש קבוע חדש.יחד עם זאת, המסופים משתמשים במסופי חותמת נחושת, ועלות המסוף נמוכה יותר, כך שיש לו את יתרון העלות הטוב ביותר.עם זאת, קיימים גם חסרונות.בהשוואה לצורות חיבור אחרות, לריתוך קולי יש תכונות מכניות חלשות יותר ועמידות רעידות ירודה.לכן, השימוש בחיבורי ריתוך קולי אינו מומלץ באזורי רטט בתדר גבוה.
05 ריתוך פלזמה
ריתוך פלזמה משתמש במסופי נחושת וחוטי אלומיניום לחיבור קרימפ, ולאחר מכן על ידי הוספת הלחמה, קשת הפלזמה משמשת להקרנה וחימום של האזור המיועד לריתוך, להמיס את ההלחמה, למלא את אזור הריתוך ולהשלים את חיבור חוטי האלומיניום, כמו מוצג באיור 4.
ריתוך פלזמה של מוליכים מאלומיניום משתמש תחילה בריתוך פלזמה של מסופי נחושת, והכימוץ והידוק של מוליכים מאלומיניום מסתיים על ידי כיווץ.מסופי ריתוך הפלזמה יוצרים מבנה בצורת חבית לאחר כיווץ, ואז אזור הריתוך המסוף מתמלא בהלחמה המכילה אבץ, והקצה המכווץ הוא הוסף הלחמה המכילה אבץ.תחת הקרנה של קשת פלזמה, ההלחמה המכילה אבץ מחוממת ונמסה, ולאחר מכן נכנסת למרווח החוטים באזור הכיווץ באמצעות פעולה נימית כדי להשלים את תהליך החיבור של מסופי נחושת וחוטי אלומיניום.
חוטי אלומיניום ריתוך פלזמה משלימים את החיבור המהיר בין חוטי האלומיניום למסופי הנחושת באמצעות כיווץ, ומספקים תכונות מכניות אמינות.במקביל, במהלך תהליך ה-crimping, באמצעות יחס דחיסה של 70% עד 80%, השלמת ההרס והקילוף של שכבת התחמוצת של המוליך, משפרים ביעילות את הביצועים החשמליים, מפחיתים את התנגדות המגע של נקודות החיבור ומונעים חימום של נקודות חיבור.לאחר מכן הוסף הלחמה המכילה אבץ לקצה אזור הכיווץ, והשתמש בקרן פלזמה כדי להקרין ולחמם את אזור הריתוך.ההלחמה המכילה אבץ מחוממת ונמסה, וההלחמה ממלאת את הרווח באזור הכיווץ באמצעות פעולה נימית, ומשיגה מי מלח באזור הכיווץ.בידוד אדים מונע התרחשות של קורוזיה אלקטרוכימית.יחד עם זאת, מכיוון שההלחמה מבודדת ומחוצה, נוצר אזור מעבר, אשר מונע למעשה את התרחשות של זחילה תרמית ומפחית את הסיכון להתנגדות מוגברת לחיבור תחת זעזועים חמים וקרים.באמצעות ריתוך פלזמה של אזור החיבור, הביצועים החשמליים של אזור החיבור משתפרים ביעילות, וגם המאפיינים המכניים של אזור החיבור משתפרים עוד יותר.
בהשוואה לצורות חיבור אחרות, ריתוך פלזמה מבודד מסופי נחושת ומוליכי אלומיניום דרך שכבת ריתוך המעבר ושכבת הריתוך המחוזקת, ומפחית ביעילות את הקורוזיה האלקטרוכימית של נחושת ואלומיניום.ושכבת הריתוך המחוזקת עוטפת את פני הקצה של מוליך האלומיניום כך שמסופי הנחושת וליבת המוליך לא יבואו במגע עם אוויר ולחות, מה שמפחית עוד יותר את הקורוזיה.בנוסף, שכבת ריתוך המעבר ושכבת הריתוך המחוזקת מקבעות בחוזקה את מסופי הנחושת וחיבורי חוטי האלומיניום, מה שמגדיל ביעילות את כוח המשיכה של המפרקים והופכים את תהליך העיבוד לפשוט.עם זאת, קיימים גם חסרונות.היישום של ריתוך פלזמה ליצרני רתמות תיל מצריך ציוד ריתוך פלזמה ייעודי נפרד, בעל צדדיות גרועה ומגדיל את ההשקעה בנכסים קבועים של יצרני רתמות התיל.שנית, בתהליך ריתוך הפלזמה, ההלחמה הושלמה על ידי פעולה נימית.תהליך מילוי הרווחים באזור הכיווץ אינו ניתן לשליטה, וכתוצאה מכך איכות ריתוך סופית לא יציבה באזור חיבור ריתוך הפלזמה, וכתוצאה מכך סטיות גדולות בביצועים החשמליים והמכאניים.
זמן פרסום: 19-2-2024