ในขณะที่ตัวนำอลูมิเนียมถูกนำมาใช้มากขึ้นในชุดสายไฟยานยนต์บทความนี้วิเคราะห์และจัดระเบียบเทคโนโลยีการเชื่อมต่อของชุดสายไฟอลูมิเนียมไฟและการวิเคราะห์และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวิธีการเชื่อมต่อที่แตกต่างกัน
01 ภาพรวม
ด้วยการส่งเสริมการใช้งานของตัวนำอลูมิเนียมในชุดสายไฟการเดินสายรถยนต์การใช้ตัวนำอลูมิเนียมแทนตัวนำทองแดงแบบดั้งเดิมจะค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามในกระบวนการใช้งานของสายอลูมิเนียมแทนที่สายทองแดงการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าการคืบอุณหภูมิสูงและการเกิดออกซิเดชันของตัวนำเป็นปัญหาที่ต้องเผชิญและแก้ไขในระหว่างกระบวนการสมัคร ในเวลาเดียวกันการใช้สายอลูมิเนียมที่เปลี่ยนสายทองแดงจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของสายทองแดงดั้งเดิม คุณสมบัติทางไฟฟ้าและเชิงกลเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพ
เพื่อแก้ปัญหาเช่นการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าการคืบอุณหภูมิสูงและการเกิดออกซิเดชันของตัวนำในระหว่างการใช้สายอลูมิเนียมปัจจุบันมีวิธีการเชื่อมต่อกระแสหลักสี่วิธีในอุตสาหกรรมคือ: การเชื่อมแรงเสียดทานและการเชื่อมแรงดันการเชื่อมเสียดสี
ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์และการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหลักการเชื่อมต่อและโครงสร้างของการเชื่อมต่อทั้งสี่ประเภทนี้
02 การเชื่อมแรงเสียดทานและการเชื่อมแรงดัน
การเชื่อมแรงเสียดทานและการเข้าร่วมแรงดันครั้งแรกใช้แท่งทองแดงและแท่งอลูมิเนียมสำหรับการเชื่อมแรงเสียดทานจากนั้นประทับตราแท่งทองแดงเพื่อสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้า แท่งอลูมิเนียมมีการตัดเฉือนและมีรูปร่างเป็นปลายจีบอลูมิเนียมและขั้วทองแดงและอลูมิเนียม จากนั้นลวดอลูมิเนียมจะถูกแทรกเข้าไปในปลายอลูมิเนียมจีบปลายของขั้วอลูมิเนียมทองแดงและไฮดรอลิกิกผ่านอุปกรณ์จีบสายไฟลวดแบบดั้งเดิมเพื่อให้การเชื่อมต่อระหว่างตัวนำอลูมิเนียมและขั้วทองแดงอลูมิเนียม

เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่น ๆ การเชื่อมแรงเสียดทานและการเชื่อมแรงดันแบบฟอร์มการเชื่อมต่อโลหะผสมทองแดงอลูมิเนียมผ่านการเชื่อมแรงเสียดทานของแท่งทองแดงและแท่งอลูมิเนียม พื้นผิวการเชื่อมนั้นมีความสม่ำเสมอและหนาแน่นมากขึ้นหลีกเลี่ยงปัญหาการคืบความร้อนที่เกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันของทองแดงและอลูมิเนียม นอกจากนี้การก่อตัวของเขตการเปลี่ยนแปลงโลหะผสมยังหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าที่เกิดจากกิจกรรมโลหะที่แตกต่างกันระหว่างทองแดงและอลูมิเนียม การปิดผนึกที่ตามมาด้วยหลอดหดความร้อนใช้ในการแยกสเปรย์เกลือและไอน้ำซึ่งยังหลีกเลี่ยงการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผ่านการจีบไฮดรอลิกของลวดอลูมิเนียมและปลายอลูมิเนียมจีบของขั้วอลูมิเนียมคอปเปอร์-โครงสร้าง monofilament ของตัวนำอลูมิเนียมและชั้นออกไซด์บนผนังด้านในของอลูมิเนียมครัมทู การรวมกันของการเชื่อมช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของการเชื่อมต่อและให้ประสิทธิภาพเชิงกลที่เชื่อถือได้มากที่สุด
03 การเชื่อมแรงเสียดทาน
การเชื่อมแรงเสียดทานใช้ท่ออลูมิเนียมเพื่อจีบและรูปร่างตัวนำอลูมิเนียม หลังจากตัดใบหน้าสิ้นสุดการเชื่อมแรงเสียดทานจะดำเนินการกับเทอร์มินัลทองแดง การเชื่อมต่อการเชื่อมระหว่างตัวนำสายไฟและขั้วทองแดงเสร็จสมบูรณ์ผ่านการเชื่อมแรงเสียดทานดังแสดงในรูปที่ 2

การเชื่อมแรงเสียดทานเชื่อมต่อสายอลูมิเนียม อย่างแรกคือหลอดอลูมิเนียมถูกติดตั้งบนตัวนำของลวดอลูมิเนียมผ่านการจีบ โครงสร้าง monofilament ของตัวนำถูกทำให้เป็นพลาสติกผ่านการจีบเพื่อสร้างรูปทรงกลมที่แน่น จากนั้นการเชื่อมแบบตัดขวางจะแบนโดยการหมุนเพื่อให้กระบวนการเสร็จสมบูรณ์ การเตรียมพื้นผิวการเชื่อม ปลายด้านหนึ่งของขั้วทองแดงคือโครงสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าและอีกด้านหนึ่งคือพื้นผิวการเชื่อมต่อการเชื่อมของขั้วทองแดง พื้นผิวการเชื่อมต่อการเชื่อมของขั้วทองแดงและพื้นผิวการเชื่อมของลวดอลูมิเนียมนั้นเชื่อมและเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมแรงเสียดทานจากนั้นแฟลชการเชื่อมจะถูกตัดและรูปร่างเพื่อให้กระบวนการเชื่อมต่อของลวดอลูมิเนียมเชื่อมแรงเสียดทานเสร็จสมบูรณ์
เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่น ๆ การเชื่อมแรงเสียดทานจะสร้างการเชื่อมต่อการเปลี่ยนแปลงระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมผ่านการเชื่อมแรงเสียดทานระหว่างขั้วทองแดงและสายอลูมิเนียมลดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โซนการเปลี่ยนการเชื่อมแรงเสียดทานทองแดง-อลูมิเนียมถูกปิดผนึกด้วยท่อหดความร้อนกาวในระยะต่อมา พื้นที่เชื่อมจะไม่สัมผัสกับอากาศและความชื้นลดการกัดกร่อนเพิ่มเติม นอกจากนี้พื้นที่การเชื่อมเป็นที่ที่ตัวนำลวดอลูมิเนียมเชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วทองแดงผ่านการเชื่อมซึ่งเพิ่มแรงดึงออกของข้อต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำให้กระบวนการประมวลผลง่ายขึ้น
อย่างไรก็ตามข้อเสียยังมีอยู่ในการเชื่อมต่อระหว่างสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงอลูมิเนียมในรูปที่ 1 การประยุกต์ใช้การเชื่อมแรงเสียดทานกับผู้ผลิตสายไฟสายต้องใช้อุปกรณ์เชื่อมแรงเสียดทานพิเศษซึ่งมีความสามารถรอบด้านที่ไม่ดีและเพิ่มการลงทุนในสินทรัพย์คงที่ของผู้ผลิตสายไฟ ประการที่สองในการเชื่อมแรงเสียดทานในระหว่างกระบวนการโครงสร้าง monofilament ของลวดนั้นมีแรงเสียดทานโดยตรงที่เชื่อมกับขั้วทองแดงส่งผลให้เกิดโพรงในพื้นที่เชื่อมต่อการเชื่อมแรงเสียดทาน การปรากฏตัวของฝุ่นและสิ่งสกปรกอื่น ๆ จะส่งผลกระทบต่อคุณภาพการเชื่อมขั้นสุดท้ายทำให้เกิดความไม่แน่นอนในคุณสมบัติเชิงกลและไฟฟ้าของการเชื่อมต่อการเชื่อม
04 การเชื่อมอัลตราโซนิก
การเชื่อมอัลตราโซนิกของสายอลูมิเนียมใช้อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกเพื่อเชื่อมต่อสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดง ผ่านการแกว่งความถี่สูงของหัวเชื่อมของอุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกลวดอลูมิเนียม monofilaments และสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อทำให้ลวดอลูมิเนียมเสร็จสมบูรณ์และการเชื่อมต่อของขั้วทองแดงแสดงในรูปที่ 3

การเชื่อมต่อการเชื่อมอัลตราโซนิกคือเมื่อสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงสั่นสะเทือนที่คลื่นอัลตราโซนิกความถี่สูง การสั่นสะเทือนและแรงเสียดทานระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมทำให้การเชื่อมต่อระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมสมบูรณ์ เนื่องจากทั้งทองแดงและอลูมิเนียมมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ลูกบาศก์เป็นศูนย์กลางในสภาพแวดล้อมการแกว่งความถี่สูงภายใต้เงื่อนไขนี้การแทนที่อะตอมในโครงสร้างผลึกโลหะเสร็จสมบูรณ์เพื่อสร้างชั้นการเปลี่ยนโลหะผสม ในเวลาเดียวกันในระหว่างกระบวนการเชื่อมอัลตราโซนิกชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของตัวนำอลูมิเนียม monofilament จะถูกลอกออกจากนั้นการเชื่อมต่อการเชื่อมระหว่าง monofilaments เสร็จสมบูรณ์ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าและเชิงกลของการเชื่อมต่อ
เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่น ๆ อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกเป็นอุปกรณ์ประมวลผลที่ใช้กันทั่วไปสำหรับผู้ผลิตสายไฟลวด ไม่ต้องการการลงทุนสินทรัพย์ถาวรใหม่ ในเวลาเดียวกันเทอร์มินัลใช้เทอร์มินัลที่ประทับตราทองแดงและต้นทุนเทอร์มินัลต่ำกว่าดังนั้นจึงมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ดีที่สุด อย่างไรก็ตามข้อเสียก็มีอยู่เช่นกัน เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่น ๆ การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงมีคุณสมบัติเชิงกลที่อ่อนแอและความต้านทานการสั่นสะเทือนที่ไม่ดี ดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อการเชื่อมอัลตราโซนิกในพื้นที่การสั่นสะเทือนความถี่สูง
05 การเชื่อมพลาสมา
การเชื่อมพลาสมาใช้ขั้วทองแดงและสายอลูมิเนียมสำหรับการเชื่อมต่อจีบจากนั้นโดยการเพิ่มการประสานส่วนโค้งพลาสมาจะใช้ในการฉายรังสีและให้ความร้อนในพื้นที่ที่จะเชื่อมละลายประสานเติมพื้นที่เชื่อมและทำการเชื่อมต่อลวดอลูมิเนียมดังแสดงในรูปที่ 4

การเชื่อมพลาสมาของตัวนำอลูมิเนียมก่อนใช้การเชื่อมพลาสมาของเทอร์มินัลทองแดงและการจีบและการยึดของตัวนำอลูมิเนียมเสร็จสมบูรณ์โดยการจีบ เทอร์มินัลการเชื่อมพลาสมาเป็นโครงสร้างรูปทรงกระบอกหลังจากจีบจากนั้นพื้นที่เชื่อมเทอร์มินัลจะเต็มไปด้วยประสานที่มีสังกะสีและปลายจีบจะเพิ่มการประสานที่มีสังกะสี ภายใต้การฉายรังสีของอาร์คพลาสมาการประสานที่มีสังกะสีจะถูกทำให้ร้อนและละลายแล้วเข้าสู่ช่องว่างของลวดในพื้นที่จีบผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอยเพื่อให้กระบวนการเชื่อมต่อของขั้วทองแดงและสายอลูมิเนียมเสร็จสมบูรณ์
สายการเชื่อมพลาสมาอลูมิเนียมเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วระหว่างสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงผ่านการจีบให้คุณสมบัติเชิงกลที่เชื่อถือได้ ในเวลาเดียวกันในระหว่างกระบวนการจีบผ่านอัตราส่วนการบีบอัด 70% ถึง 80% การทำลายและการลอกออกจากชั้นออกไซด์ของตัวนำจะเสร็จสมบูรณ์ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพลดความต้านทานการสัมผัสของจุดเชื่อมต่อและป้องกันการทำความร้อนจุดเชื่อมต่อ จากนั้นเพิ่มการประสานที่มีสังกะสีในตอนท้ายของพื้นที่จีบและใช้ลำแสงพลาสมาเพื่อฉายรังสีและให้ความร้อนกับพื้นที่เชื่อม ประสานที่มีอยู่ในสังกะสีนั้นถูกทำให้ร้อนและละลายและบัดกรีเติมช่องว่างในพื้นที่จีบผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอยเพื่อให้ได้น้ำสเปรย์เกลือในพื้นที่จีบ การแยกไอช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการประสานนั้นถูกแยกและบัฟเฟอร์โซนการเปลี่ยนแปลงจะเกิดขึ้นซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดความร้อนครีพและลดความเสี่ยงของการต้านทานการเชื่อมต่อที่เพิ่มขึ้นภายใต้แรงกระแทกร้อนและเย็น ผ่านการเชื่อมพลาสมาของพื้นที่เชื่อมต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของพื้นที่การเชื่อมต่อได้รับการปรับปรุงอย่างมีประสิทธิภาพและคุณสมบัติเชิงกลของพื้นที่เชื่อมต่อยังได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม
เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่น ๆ การเชื่อมพลาสมาแยกขั้วทองแดงและตัวนำอลูมิเนียมผ่านชั้นการเชื่อมการเปลี่ยนผ่านและชั้นการเชื่อมที่เพิ่มความแข็งแรงช่วยลดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเลเยอร์การเชื่อมเสริมจะล้อมรอบใบหน้าของตัวนำอลูมิเนียมเพื่อให้ขั้วทองแดงและแกนตัวนำจะไม่สัมผัสกับอากาศและความชื้นลดการกัดกร่อนเพิ่มเติม นอกจากนี้เลเยอร์การเชื่อมการเปลี่ยนผ่านและชั้นการเชื่อมเสริมกำลังแก้ไขขั้วทองแดงและข้อต่อลวดอลูมิเนียมอย่างแน่นหนาเพิ่มแรงดึงออกของข้อต่ออย่างมีประสิทธิภาพและทำให้กระบวนการประมวลผลง่ายขึ้น อย่างไรก็ตามข้อเสียก็มีอยู่เช่นกัน การประยุกต์ใช้การเชื่อมพลาสมากับผู้ผลิตสายไฟสายต้องใช้อุปกรณ์เชื่อมพลาสมาเฉพาะแยกต่างหากซึ่งมีความสามารถรอบตัวไม่ดีและเพิ่มการลงทุนในสินทรัพย์ถาวรของผู้ผลิตสายไฟ ประการที่สองในกระบวนการเชื่อมพลาสมาการประสานจะเสร็จสิ้นโดยการกระทำของเส้นเลือดฝอย กระบวนการเติมช่องว่างในพื้นที่จีบไม่สามารถควบคุมได้ส่งผลให้คุณภาพการเชื่อมขั้นสุดท้ายไม่เสถียรในพื้นที่เชื่อมต่อการเชื่อมพลาสมาส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนขนาดใหญ่ในประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและเชิงกล
เวลาโพสต์: ก.พ. 19-2024