• ชุดสายไฟ

ข่าว

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อสายไฟอลูมิเนียมสำหรับยานยนต์

เนื่องจากตัวนำอะลูมิเนียมมีการใช้มากขึ้นในชุดสายไฟรถยนต์ บทความนี้จึงวิเคราะห์และจัดระเบียบเทคโนโลยีการเชื่อมต่อของชุดสายไฟอะลูมิเนียม และวิเคราะห์และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของวิธีการเชื่อมต่อต่างๆ เพื่ออำนวยความสะดวกในการเลือกวิธีการเชื่อมต่อชุดสายไฟอะลูมิเนียมในภายหลัง

01 ภาพรวม

ด้วยการส่งเสริมการใช้ตัวนำอะลูมิเนียมในชุดสายไฟรถยนต์ การใช้ตัวนำอะลูมิเนียมแทนตัวนำทองแดงแบบเดิมจึงค่อยๆ เพิ่มขึ้นอย่างไรก็ตามในขั้นตอนการใช้ลวดอลูมิเนียมทดแทนสายทองแดง การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี การคืบของอุณหภูมิสูง และการเกิดออกซิเดชันของตัวนำ ล้วนเป็นปัญหาที่ต้องเผชิญและแก้ไขในระหว่างขั้นตอนการสมัครขณะเดียวกันการใช้ลวดอลูมิเนียมทดแทนสายทองแดงจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของสายทองแดงเดิมคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมประสิทธิภาพ
เพื่อที่จะแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี การคืบคลานที่อุณหภูมิสูง และการเกิดออกซิเดชันของตัวนำในระหว่างการใช้สายอลูมิเนียม ขณะนี้มีวิธีการเชื่อมต่อหลักสี่วิธีในอุตสาหกรรม ได้แก่ การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานและการเชื่อมด้วยแรงดัน การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก และ การเชื่อมพลาสม่า
ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์และการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหลักการและโครงสร้างของการเชื่อมต่อของการเชื่อมต่อทั้งสี่ประเภทนี้

02 การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานและการเชื่อมด้วยแรงดัน

การเชื่อมแบบเสียดทานและการเชื่อมด้วยแรงดัน ขั้นแรกให้ใช้แท่งทองแดงและแท่งอะลูมิเนียมสำหรับการเชื่อมแบบเสียดทาน จากนั้นจึงประทับตราแท่งทองแดงเพื่อสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าแท่งอะลูมิเนียมได้รับการกลึงและขึ้นรูปให้เป็นปลายย้ำอะลูมิเนียม และผลิตขั้วทองแดงและอะลูมิเนียมจากนั้น ลวดอลูมิเนียมจะถูกสอดเข้าไปในปลายการย้ำอะลูมิเนียมของขั้วต่อทองแดง-อลูมิเนียม และย้ำแบบไฮดรอลิกผ่านอุปกรณ์ย้ำสายลากสายแบบดั้งเดิม เพื่อทำการเชื่อมต่อระหว่างตัวนำอะลูมิเนียมกับขั้วต่อทองแดง-อะลูมิเนียม ดังแสดงในรูปที่ 1

ชุดสายไฟรถยนต์ ลวดอลูมิเนียม

เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่นๆ การเชื่อมด้วยแรงเสียดทานและการเชื่อมด้วยแรงดันจะสร้างโซนเปลี่ยนผ่านของโลหะผสมทองแดง-อลูมิเนียมผ่านการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานของแท่งทองแดงและแท่งอะลูมิเนียมพื้นผิวการเชื่อมมีความสม่ำเสมอและหนาแน่นมากขึ้น หลีกเลี่ยงปัญหาการคืบของความร้อนที่เกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันของทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพนอกจากนี้ การก่อตัวของโซนการเปลี่ยนผ่านของโลหะผสมยังช่วยหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าที่เกิดจากกิจกรรมของโลหะที่แตกต่างกันระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพการปิดผนึกครั้งต่อไปด้วยท่อหดความร้อนจะถูกใช้เพื่อแยกสเปรย์เกลือและไอน้ำ ซึ่งช่วยป้องกันการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการจีบไฮดรอลิกของลวดอลูมิเนียมและปลายจีบอลูมิเนียมของขั้วทองแดงอลูมิเนียม โครงสร้างโมโนฟิลาเมนต์ของตัวนำอลูมิเนียมและชั้นออกไซด์บนผนังด้านในของปลายจีบอลูมิเนียมจะถูกทำลายและลอกออก จากนั้นความเย็น เสร็จสิ้นระหว่างสายเดี่ยวและระหว่างตัวนำตัวนำอะลูมิเนียมกับผนังด้านในของปลายหางปลาการผสมผสานการเชื่อมช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของการเชื่อมต่อและให้ประสิทธิภาพทางกลที่เชื่อถือได้มากที่สุด

03 การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน

การเชื่อมแบบเสียดทานใช้ท่ออะลูมิเนียมในการย้ำและสร้างรูปร่างตัวนำอะลูมิเนียมหลังจากตัดส่วนปลายออกแล้ว จะทำการเชื่อมแบบเสียดสีกับขั้วต่อทองแดงการเชื่อมต่อการเชื่อมระหว่างตัวนำลวดและขั้วทองแดงเสร็จสิ้นโดยการเชื่อมแบบเสียดสี ดังแสดงในรูปที่ 2

ชุดสายไฟรถยนต์ลวดอลูมิเนียม-1

การเชื่อมแบบเสียดทานเชื่อมต่อสายอลูมิเนียมขั้นแรก ให้ติดตั้งท่ออลูมิเนียมบนตัวนำของลวดอลูมิเนียมผ่านการจีบโครงสร้างเส้นใยเดี่ยวของตัวนำถูกทำให้เป็นพลาสติกผ่านการจีบเพื่อสร้างหน้าตัดเป็นวงกลมที่แน่นหนาจากนั้นทำการเชื่อมหน้าตัดให้เรียบโดยการหมุนให้เสร็จสิ้นกระบวนการการเตรียมพื้นผิวการเชื่อมปลายด้านหนึ่งของขั้วทองแดงคือโครงสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า และปลายอีกด้านหนึ่งคือพื้นผิวการเชื่อมต่อการเชื่อมของขั้วทองแดงพื้นผิวการเชื่อมของขั้วทองแดงและพื้นผิวการเชื่อมของลวดอลูมิเนียมนั้นถูกเชื่อมและเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมแบบเสียดทาน จากนั้นแฟลชการเชื่อมจะถูกตัดและขึ้นรูปเพื่อให้กระบวนการเชื่อมต่อของลวดอลูมิเนียมเชื่อมแบบเสียดทานเสร็จสมบูรณ์
เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่นๆ การเชื่อมแบบเสียดทานจะสร้างการเชื่อมต่อระหว่างทองแดงและอะลูมิเนียมผ่านการเชื่อมแบบเสียดทานระหว่างขั้วทองแดงและสายอะลูมิเนียม ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพโซนการเปลี่ยนผ่านการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานทองแดง-อลูมิเนียมจะถูกปิดผนึกด้วยท่อหดความร้อนแบบกาวในระยะต่อมาบริเวณการเชื่อมจะไม่โดนอากาศและความชื้น ช่วยลดการกัดกร่อนอีกด้วยนอกจากนี้ พื้นที่เชื่อมยังเป็นบริเวณที่ตัวนำลวดอะลูมิเนียมเชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วทองแดงผ่านการเชื่อม ซึ่งช่วยเพิ่มแรงดึงของข้อต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้กระบวนการแปรรูปง่ายขึ้น
อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียอยู่ที่การเชื่อมต่อระหว่างสายอลูมิเนียมและขั้วต่อทองแดง-อลูมิเนียมในรูปที่ 1 การใช้การเชื่อมแบบเสียดทานกับผู้ผลิตชุดสายไฟต้องใช้อุปกรณ์เชื่อมแบบเสียดสีพิเศษแยกต่างหาก ซึ่งมีความหลากหลายต่ำ และเพิ่มการลงทุนในสินทรัพย์ถาวรของลวด ผู้ผลิตสายรัดประการที่สอง ในการเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน ในระหว่างกระบวนการ โครงสร้างเส้นใยเดี่ยวของลวดจะถูกเชื่อมด้วยแรงเสียดทานโดยตรงกับขั้วทองแดง ส่งผลให้เกิดโพรงในบริเวณเชื่อมต่อการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานการมีฝุ่นและสิ่งสกปรกอื่นๆ จะส่งผลต่อคุณภาพการเชื่อมขั้นสุดท้าย ทำให้เกิดความไม่เสถียรในคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของจุดเชื่อม

04 การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก

การเชื่อมลวดอลูมิเนียมด้วยคลื่นอัลตราโซนิกใช้อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกเพื่อเชื่อมต่อสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงผ่านการสั่นความถี่สูงของหัวเชื่อมของอุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิก ลวดอลูมิเนียมโมโนฟิลาเมนต์ ลวดอลูมิเนียม และขั้วทองแดงเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อทำให้ลวดอลูมิเนียมสมบูรณ์ และการเชื่อมต่อของขั้วทองแดงจะแสดงในรูปที่ 3

ชุดสายไฟรถยนต์ ลวดอลูมิเนียม -2

การเชื่อมต่อการเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเกิดขึ้นเมื่อสายอลูมิเนียมและขั้วทองแดงสั่นสะเทือนที่คลื่นอัลตราโซนิกความถี่สูงการสั่นสะเทือนและแรงเสียดทานระหว่างทองแดงและอลูมิเนียมทำให้การเชื่อมต่อระหว่างทองแดงกับอลูมิเนียมสมบูรณ์เนื่องจากทั้งทองแดงและอะลูมิเนียมมีโครงสร้างผลึกโลหะลูกบาศก์ที่หันหน้าอยู่ตรงกลาง ในสภาพแวดล้อมการแกว่งความถี่สูง ภายใต้เงื่อนไขนี้ การแทนที่อะตอมมิกในโครงสร้างผลึกโลหะจะเสร็จสมบูรณ์เพื่อสร้างชั้นการเปลี่ยนผ่านของโลหะผสม เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ .ในเวลาเดียวกัน ในระหว่างกระบวนการเชื่อมอัลตราโซนิก ชั้นออกไซด์บนพื้นผิวของเส้นใยเดี่ยวตัวนำอะลูมิเนียมจะถูกลอกออก จากนั้นการเชื่อมต่อการเชื่อมระหว่างเส้นใยเดี่ยวจะเสร็จสิ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกลของการเชื่อมต่อ
เมื่อเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่นๆ อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกเป็นอุปกรณ์การประมวลผลที่ใช้กันทั่วไปสำหรับผู้ผลิตชุดสายไฟไม่จำเป็นต้องลงทุนในสินทรัพย์ถาวรใหม่ในเวลาเดียวกัน เทอร์มินัลใช้เทอร์มินัลประทับตราทองแดง และต้นทุนเทอร์มินัลต่ำกว่า จึงมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่ดีที่สุดอย่างไรก็ตามยังมีข้อเสียอยู่เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่นๆ การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกมีคุณสมบัติทางกลน้อยกว่าและมีความต้านทานการสั่นสะเทือนต่ำดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกในพื้นที่ที่มีการสั่นสะเทือนความถี่สูง

05 การเชื่อมพลาสม่า

การเชื่อมด้วยพลาสมาใช้ขั้วทองแดงและลวดอลูมิเนียมสำหรับการเชื่อมต่อแบบย้ำ จากนั้นเพิ่มบัดกรี พลาสมาอาร์คจะถูกใช้เพื่อฉายรังสีและให้ความร้อนบริเวณที่จะเชื่อม ละลายลวดบัดกรี เติมพื้นที่เชื่อม และต่อสายไฟอลูมิเนียมให้เสร็จสมบูรณ์ แสดงในรูปที่ 4

ชุดสายไฟรถยนต์ลวดอลูมิเนียม-3

การเชื่อมพลาสมาของตัวนำอะลูมิเนียมจะใช้การเชื่อมพลาสมาของขั้วต่อทองแดงก่อน และการย้ำและยึดตัวนำอะลูมิเนียมจะเสร็จสิ้นโดยการย้ำขั้วต่อการเชื่อมพลาสม่าจะสร้างโครงสร้างรูปทรงกระบอกหลังจากการจีบ จากนั้นพื้นที่การเชื่อมเทอร์มินัลจะเต็มไปด้วยโลหะบัดกรีที่มีสังกะสี และปลายที่มีการจีบคือเพิ่มบัดกรีที่มีสังกะสีภายใต้การฉายรังสีของพลาสมาอาร์ก โลหะบัดกรีที่มีสังกะสีจะถูกให้ความร้อนและละลาย จากนั้นจะเข้าไปในช่องว่างของลวดในบริเวณการจีบผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอยเพื่อทำให้กระบวนการเชื่อมต่อของขั้วต่อทองแดงและสายอลูมิเนียมเสร็จสมบูรณ์
สายอลูมิเนียมเชื่อมด้วยพลาสม่าทำให้การเชื่อมต่อที่รวดเร็วระหว่างสายอลูมิเนียมและขั้วต่อทองแดงผ่านการย้ำ ทำให้มีคุณสมบัติทางกลที่เชื่อถือได้ในเวลาเดียวกัน ในระหว่างกระบวนการจีบ ด้วยอัตราส่วนการบีบอัด 70% ถึง 80% การทำลายและการลอกของชั้นออกไซด์ของตัวนำจะเสร็จสิ้น ปรับปรุงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความต้านทานการสัมผัสของจุดเชื่อมต่อ และป้องกัน การทำความร้อนของจุดเชื่อมต่อจากนั้นเติมโลหะบัดกรีที่มีสังกะสีที่ส่วนท้ายของบริเวณย้ำ และใช้ลำแสงพลาสม่าเพื่อฉายรังสีและให้ความร้อนบริเวณการเชื่อมโลหะบัดกรีที่ประกอบด้วยสังกะสีจะถูกให้ความร้อนและละลาย และโลหะบัดกรีจะเติมช่องว่างในพื้นที่การย้ำด้วยการกระทำของเส้นเลือดฝอย เพื่อให้ได้น้ำสเปรย์เกลือในบริเวณการย้ำการแยกไอช่วยป้องกันการเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน เนื่องจากบัดกรีถูกแยกและบัฟเฟอร์ โซนการเปลี่ยนแปลงจึงเกิดขึ้น ซึ่งหลีกเลี่ยงการเกิดความร้อนคืบได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดความเสี่ยงในการเพิ่มความต้านทานในการเชื่อมต่อภายใต้แรงกระแทกที่ร้อนและเย็นด้วยการเชื่อมพลาสม่าของพื้นที่เชื่อมต่อ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของพื้นที่เชื่อมต่อได้รับการปรับปรุงอย่างมีประสิทธิภาพ และคุณสมบัติทางกลของพื้นที่เชื่อมต่อยังได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมอีกด้วย
เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการเชื่อมต่ออื่นๆ การเชื่อมพลาสมาจะแยกขั้วทองแดงและตัวนำอะลูมิเนียมผ่านชั้นการเชื่อมแบบเปลี่ยนผ่านและชั้นการเชื่อมที่เสริมความแข็งแรง ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของทองแดงและอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพและชั้นการเชื่อมเสริมแรงจะห่อหุ้มส่วนปลายของตัวนำอะลูมิเนียม เพื่อไม่ให้ขั้วทองแดงและแกนตัวนำสัมผัสกับอากาศและความชื้น ซึ่งช่วยลดการกัดกร่อนได้อีกนอกจากนี้ ชั้นเชื่อมทรานซิชันและชั้นเชื่อมเสริมจะยึดขั้วทองแดงและข้อต่อลวดอลูมิเนียมอย่างแน่นหนา เพิ่มแรงดึงของข้อต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้กระบวนการแปรรูปง่ายขึ้นอย่างไรก็ตามยังมีข้อเสียอยู่การประยุกต์ใช้การเชื่อมพลาสมากับผู้ผลิตชุดสายไฟต้องใช้อุปกรณ์การเชื่อมพลาสม่าเฉพาะแยกต่างหาก ซึ่งมีความหลากหลายต่ำ และเพิ่มการลงทุนในสินทรัพย์ถาวรของผู้ผลิตชุดสายไฟประการที่สอง ในกระบวนการเชื่อมพลาสมา การบัดกรีจะเสร็จสมบูรณ์โดยการกระทำของเส้นเลือดฝอยกระบวนการเติมช่องว่างในพื้นที่การย้ำนั้นไม่สามารถควบคุมได้ ส่งผลให้คุณภาพการเชื่อมขั้นสุดท้ายไม่เสถียรในพื้นที่เชื่อมต่อการเชื่อมด้วยพลาสมา ส่งผลให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและทางกลเบี่ยงเบนอย่างมาก


เวลาโพสต์: Feb-19-2024