Omdat aluminium geleiders steeds vaker worden gebruikt in kabelbomen voor auto's, analyseert en organiseert dit artikel de verbindingstechnologie van aluminium stroomkabelbomen, en analyseert en vergelijkt de prestaties van verschillende verbindingsmethoden om de latere selectie van verbindingsmethoden voor aluminium stroomkabelbomen te vergemakkelijken.
01 Overzicht
Met de bevordering van de toepassing van aluminium geleiders in kabelbomen voor auto's neemt het gebruik van aluminium geleiders in plaats van traditionele koperen geleiders geleidelijk toe.Bij het aanbrengen van aluminiumdraden ter vervanging van koperdraden zijn elektrochemische corrosie, kruip bij hoge temperaturen en geleideroxidatie echter problemen die tijdens het aanbrengen onder ogen moeten worden gezien en opgelost.Tegelijkertijd moet de toepassing van aluminiumdraden ter vervanging van koperdraden voldoen aan de eisen van de originele koperdraden.Elektrische en mechanische eigenschappen om prestatieverslechtering te voorkomen.
Om problemen zoals elektrochemische corrosie, kruip bij hoge temperaturen en geleideroxidatie tijdens de toepassing van aluminiumdraden op te lossen, zijn er momenteel vier reguliere verbindingsmethoden in de industrie, namelijk: wrijvingslassen en druklassen, wrijvingslassen, ultrasoon lassen en plasma-lassen.
Het volgende is een analyse en prestatievergelijking van de verbindingsprincipes en -structuren van deze vier soorten verbindingen.
02 Wrijvingslassen en druklassen
Wrijvingslassen en drukverbinding, gebruik eerst koperen staven en aluminium staven voor wrijvingslassen en stempel vervolgens de koperen staven om elektrische verbindingen te vormen.De aluminium staven worden machinaal bewerkt en gevormd om aluminium krimpuiteinden te vormen, en er worden koperen en aluminium aansluitingen geproduceerd.Vervolgens wordt de aluminiumdraad in het aluminium krimpuiteinde van de koper-aluminium aansluiting gestoken en hydraulisch gekrompen via traditionele kabelboomkrimpapparatuur om de verbinding tussen de aluminium geleider en de koper-aluminium aansluiting te voltooien, zoals weergegeven in figuur 1.
Vergeleken met andere verbindingsvormen vormen wrijvingslassen en druklassen een overgangszone van koper-aluminiumlegering door wrijvingslassen van koperen en aluminium staven.Het lasoppervlak is uniformer en dichter, waardoor het thermische kruipprobleem, veroorzaakt door verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten van koper en aluminium, effectief wordt vermeden.Bovendien vermijdt de vorming van de legeringsovergangszone ook effectief elektrochemische corrosie veroorzaakt door de verschillende metaalactiviteiten tussen koper en aluminium.De daaropvolgende afdichting met krimpkousen wordt gebruikt om zoutnevel en waterdamp te isoleren, waardoor ook effectief het optreden van elektrochemische corrosie wordt vermeden.Door het hydraulisch krimpen van de aluminiumdraad en het aluminium krimpuiteinde van de koper-aluminium terminal worden de monofilamentstructuur van de aluminium geleider en de oxidelaag op de binnenwand van het aluminium krimpuiteinde vernietigd en afgepeld, en vervolgens wordt de koude wordt voltooid tussen de afzonderlijke draden en tussen de aluminium geleider en de binnenwand van het krimpuiteinde.De lascombinatie verbetert de elektrische prestaties van de verbinding en zorgt voor de meest betrouwbare mechanische prestaties.
03 Wrijvingslassen
Bij wrijvingslassen wordt een aluminium buis gebruikt om de aluminium geleider te krimpen en vorm te geven.Na het afsnijden van het kopvlak wordt wrijvingslassen uitgevoerd met de koperen aansluiting.De lasverbinding tussen de draadgeleider en de koperen aansluiting wordt voltooid door middel van wrijvingslassen, zoals weergegeven in figuur 2.
Wrijvingslassen verbindt aluminiumdraden.Eerst wordt de aluminium buis door middel van krimpen op de geleider van de aluminiumdraad geïnstalleerd.De monofilamentstructuur van de geleider wordt door middel van krimpen geplastificeerd om een strakke cirkelvormige dwarsdoorsnede te vormen.Vervolgens wordt de lasdoorsnede afgevlakt door te draaien om het proces te voltooien.Voorbereiding van lasoppervlakken.Het ene uiteinde van de koperen terminal is de elektrische verbindingsstructuur en het andere uiteinde is het lasverbindingsoppervlak van de koperen terminal.Het lasverbindingsoppervlak van de koperen aansluiting en het lasoppervlak van de aluminiumdraad worden gelast en verbonden door wrijvingslassen, en vervolgens wordt de lasflits gesneden en gevormd om het verbindingsproces van de aluminiumdraad met wrijvingslassen te voltooien.
Vergeleken met andere verbindingsvormen vormt wrijvingslassen een overgangsverbinding tussen koper en aluminium door wrijvingslassen tussen koperen aansluitingen en aluminiumdraden, waardoor de elektrochemische corrosie van koper en aluminium effectief wordt verminderd.De overgangszone van koper-aluminium wrijvingslassen wordt in een later stadium afgedicht met zelfklevende krimpkous.Het lasgebied wordt niet blootgesteld aan lucht en vocht, waardoor corrosie verder wordt verminderd.Bovendien is het lasgebied de plaats waar de aluminiumdraadgeleider door middel van lassen rechtstreeks is verbonden met de koperen aansluiting, wat de uittrekkracht van de verbinding effectief vergroot en het verwerkingsproces eenvoudig maakt.
De nadelen bestaan echter ook bij de verbinding tussen aluminiumdraden en koper-aluminium aansluitingen in figuur 1. De toepassing van wrijvingslassen bij kabelboomfabrikanten vereist afzonderlijke speciale wrijvingslasapparatuur, die weinig veelzijdig is en de investering in vaste activa van draad verhoogt. fabrikanten van harnassen.Ten tweede, bij wrijvingslassen. Tijdens het proces wordt de monofilamentstructuur van de draad rechtstreeks door wrijving gelast met de koperen aansluiting, wat resulteert in holtes in het verbindingsgebied van het wrijvingslassen.De aanwezigheid van stof en andere onzuiverheden zal de uiteindelijke laskwaliteit beïnvloeden, waardoor instabiliteit in de mechanische en elektrische eigenschappen van de lasverbinding ontstaat.
04 Ultrasoon lassen
Bij ultrasoon lassen van aluminiumdraden wordt gebruik gemaakt van ultrasone lasapparatuur om aluminiumdraden en koperen aansluitingen aan te sluiten.Door de hoogfrequente oscillatie van de laskop van de ultrasone lasapparatuur worden de aluminiumdraadmonofilamenten en de aluminiumdraden en koperen aansluitingen met elkaar verbonden om de aluminiumdraad te voltooien. De aansluiting van koperen aansluitingen wordt getoond in Figuur 3.
Ultrasone lasverbinding vindt plaats wanneer aluminiumdraden en koperen aansluitingen trillen op hoogfrequente ultrasone golven.Trillingen en wrijving tussen koper en aluminium completeren de verbinding tussen koper en aluminium.Omdat zowel koper als aluminium een kubieke metaalkristalstructuur met het oppervlak in het midden hebben, wordt in een hoogfrequente oscillatieomgeving de atomaire vervanging in de metaalkristalstructuur voltooid om een legeringsovergangslaag te vormen, waardoor het optreden van elektrochemische corrosie effectief wordt vermeden. .Tegelijkertijd wordt tijdens het ultrasone lasproces de oxidelaag op het oppervlak van het monofilament van de aluminium geleider afgepeld en vervolgens wordt de lasverbinding tussen de monofilamenten voltooid, wat de elektrische en mechanische eigenschappen van de verbinding verbetert.
Vergeleken met andere verbindingsvormen is ultrasoon lasapparatuur een veelgebruikte verwerkingsapparatuur voor kabelboomfabrikanten.Er zijn geen nieuwe investeringen in vaste activa vereist.Tegelijkertijd gebruiken de terminals kopergestempelde terminals en zijn de terminalkosten lager, dus dit heeft het beste kostenvoordeel.Er bestaan echter ook nadelen.Vergeleken met andere verbindingsvormen heeft ultrasoon lassen zwakkere mechanische eigenschappen en een slechte trillingsbestendigheid.Daarom wordt het gebruik van ultrasone lasverbindingen niet aanbevolen in gebieden met hoogfrequente trillingen.
05 Plasmalassen
Bij plasmalassen worden koperen aansluitingen en aluminiumdraden gebruikt voor de krimpverbinding. Door vervolgens soldeer toe te voegen, wordt de plasmaboog gebruikt om het te lassen gebied te bestralen en te verwarmen, het soldeer te smelten, het lasgebied te vullen en de aluminiumdraadverbinding te voltooien. weergegeven in Figuur 4.
Bij plasmalassen van aluminium geleiders wordt eerst gebruik gemaakt van plasmalassen van koperen aansluitingen, en het krimpen en bevestigen van de aluminium geleiders wordt voltooid door krimpen.De plasmalasterminals vormen na het krimpen een tonvormige structuur en vervolgens wordt het terminallasgebied gevuld met zinkhoudend soldeer en het gekrompen uiteinde is zinkhoudend soldeer.Onder de bestraling van een plasmaboog wordt het zinkhoudende soldeer verwarmd en gesmolten, en komt vervolgens door capillaire werking in de draadspleet in het krimpgebied terecht om het verbindingsproces van koperen aansluitingen en aluminiumdraden te voltooien.
Plasmalassen van aluminiumdraden completeert de snelle verbinding tussen de aluminiumdraden en de koperen aansluitingen door middel van krimpen, waardoor betrouwbare mechanische eigenschappen worden verkregen.Tegelijkertijd wordt tijdens het krimpproces, door een compressieverhouding van 70% tot 80%, de vernietiging en het afpellen van de oxidelaag van de geleider voltooid, waardoor de elektrische prestaties effectief worden verbeterd, de contactweerstand van verbindingspunten wordt verminderd en wordt voorkomen verwarming van aansluitpunten.Voeg vervolgens zinkhoudend soldeer toe aan het uiteinde van het krimpgebied en gebruik een plasmastraal om het lasgebied te bestralen en te verwarmen.Het zinkhoudende soldeer wordt verwarmd en gesmolten, en het soldeer vult de opening in het krimpgebied door capillaire werking, waardoor zoutsproeiwater in het krimpgebied ontstaat.Dampisolatie vermijdt het optreden van elektrochemische corrosie.Tegelijkertijd wordt, omdat het soldeer geïsoleerd en gebufferd is, een overgangszone gevormd, die effectief het optreden van thermische kruip vermijdt en het risico van verhoogde verbindingsweerstand bij warme en koude schokken vermindert.Door plasmalassen van het verbindingsgebied worden de elektrische prestaties van het verbindingsgebied effectief verbeterd en worden ook de mechanische eigenschappen van het verbindingsgebied verder verbeterd.
Vergeleken met andere verbindingsvormen isoleert plasmalassen koperen aansluitingen en aluminium geleiders via de overgangslaslaag en de versterkte laslaag, waardoor de elektrochemische corrosie van koper en aluminium effectief wordt verminderd.En de versterkte laslaag omhult het eindvlak van de aluminium geleider, zodat de koperen aansluitingen en de geleiderkern niet in contact komen met lucht en vocht, waardoor corrosie verder wordt verminderd.Bovendien fixeren de overgangslaslaag en de versterkte laslaag de koperen aansluitingen en aluminiumdraadverbindingen stevig, waardoor de uittrekkracht van de verbindingen effectief wordt vergroot en het verwerkingsproces eenvoudig wordt gemaakt.Er bestaan echter ook nadelen.De toepassing van plasmalassen bij kabelboomfabrikanten vereist afzonderlijke speciale plasmalasapparatuur, die weinig veelzijdig is en de investeringen in vaste activa van kabelboomfabrikanten verhoogt.Ten tweede wordt bij het plasmalasproces het soldeer voltooid door capillaire werking.Het opvulproces van de gaten in het krimpgebied is oncontroleerbaar, wat resulteert in een onstabiele uiteindelijke laskwaliteit in het plasmalasverbindingsgebied, wat resulteert in grote afwijkingen in de elektrische en mechanische prestaties.
Posttijd: 19 februari 2024