À medida que os condutores de alumínio são cada vez mais utilizados em arnês de fiação automotiva, este artigo analisa e organiza a tecnologia de conexão dos arnês de fiação de energia de alumínio e analisa e compara o desempenho de diferentes métodos de conexão para facilitar a seleção posterior dos métodos de conexão com a fiação de energia de alumínio.
01 Visão geral
Com a promoção da aplicação de condutores de alumínio em arnês de fiação de automóveis, o uso de condutores de alumínio em vez de condutores tradicionais de cobre está aumentando gradualmente. No entanto, no processo de aplicação de fios de alumínio que substitui os fios de cobre, corrosão eletroquímica, fluência de alta temperatura e oxidação do condutor são problemas que devem ser enfrentados e resolvidos durante o processo de aplicação. Ao mesmo tempo, a aplicação de fios de alumínio que substitui os fios de cobre deve atender aos requisitos dos fios de cobre originais. Propriedades elétricas e mecânicas para evitar a degradação do desempenho.
Para resolver problemas como corrosão eletroquímica, fluência de alta temperatura e oxidação do condutor durante a aplicação de fios de alumínio, atualmente existem quatro métodos de conexão convencionais na indústria, a saber: soldagem por fricção e soldagem por pressão, soldagem por atrito, soldagem ultrassônica e soldagem plasma.
A seguir, é apresentada uma comparação de análise e desempenho dos princípios e estruturas de conexão desses quatro tipos de conexões.
02 Soldagem por fricção e soldagem de pressão
Soldagem por fricção e união de pressão, primeiro use hastes de cobre e hastes de alumínio para soldagem por atrito e depois carimbe as hastes de cobre para formar conexões elétricas. As hastes de alumínio são usinadas e moldadas para formar extremidades de crimpagem de alumínio, e os terminais de cobre e alumínio são produzidos. Em seguida, o fio de alumínio é inserido na extremidade de crimpagem de alumínio do terminal de alumínio de cobre e crimpado hidraulicamente através do equipamento tradicional de crimpagem de arnês de arame para concluir a conexão entre o condutor de alumínio e o terminal de cobre-alumínio, como mostrado na Figura 1.
Comparado com outros formulários de conexão, a soldagem de fricção e a soldagem por pressão formam uma zona de transição de liga de alumínio de cobre através da soldagem por atrito de hastes de cobre e hastes de alumínio. A superfície de soldagem é mais uniforme e densa, evitando efetivamente o problema de fluência térmica causada por diferentes coeficientes de expansão térmica de cobre e alumínio. Além disso, a formação da zona de transição da liga também evita efetivamente a corrosão eletroquímica causada pelas diferentes atividades metálicas entre cobre e alumínio. A vedação subsequente com tubos de encolhimento de calor é usada para isolar spray de sal e vapor de água, o que também evita efetivamente a ocorrência de corrosão eletroquímica. Através do crimpagem hidráulico do fio de alumínio e da extremidade de crimpagem de alumínio do terminal de alumínio de cobre, a estrutura do monofilamento do condutor de alumínio e a camada de óxido na parede interna do crimpador de alumínio é destruída e descascada, e então o frio é fornecido entre os fios únicos e entre a alumínio. A combinação de soldagem melhora o desempenho elétrico da conexão e fornece o desempenho mecânico mais confiável.
03 Soldagem por fricção
A soldagem por fricção usa um tubo de alumínio para prender e moldar o condutor de alumínio. Depois de cortar a face final, a soldagem por atrito é realizada com o terminal de cobre. A conexão de soldagem entre o condutor do fio e o terminal de cobre é concluída através da soldagem por atrito, como mostrado na Figura 2.
A soldagem por fricção conecta os fios de alumínio. Primeiro, o tubo de alumínio é instalado no condutor do fio de alumínio através da crimpagem. A estrutura do monofilamento do condutor é plastificada através da crimpagem para formar uma seção transversal circular apertada. Em seguida, a seção transversal de soldagem é achatada ao completar o processo. Preparação de superfícies de soldagem. Uma extremidade do terminal de cobre é a estrutura de conexão elétrica e a outra extremidade é a superfície da conexão de soldagem do terminal de cobre. A superfície da conexão de soldagem do terminal de cobre e a superfície de soldagem do fio de alumínio são soldadas e conectadas através da soldagem por atrito, e o flash de soldagem é cortado e moldado para completar o processo de conexão do fio de alumínio de soldagem por atrito.
Comparado com outros formulários de conexão, a soldagem por atrito forma uma conexão de transição entre cobre e alumínio através da soldagem de atrito entre terminais de cobre e fios de alumínio, reduzindo efetivamente a corrosão eletroquímica de cobre e alumínio. A zona de transição de soldagem por atrito de alumínio de cobre é selada com tubos de encolhimento de calor adesivo no estágio posterior. A área de soldagem não será exposta ao ar e à umidade, reduzindo ainda mais a corrosão. Além disso, a área de soldagem é onde o condutor de arame de alumínio está diretamente conectado ao terminal de cobre através da soldagem, o que aumenta efetivamente a força de tração da junta e simplifica o processo de processamento.
No entanto, as desvantagens também existem na conexão entre fios de alumínio e terminais de alumínio de cobre na Figura 1. A aplicação da soldagem por atrito aos fabricantes de chicotes de arame requer equipamentos de soldagem de atrito especiais separados, que possuem baixa versatilidade e aumenta o investimento em ativos fixos de fabricantes de fios. Em segundo lugar, na soldagem de atrito durante o processo, a estrutura do monofilamento do fio é diretamente soldada com o terminal de cobre, resultando em cavidades na área de conexão de soldagem por fricção. A presença de poeira e outras impurezas afetará a qualidade final da soldagem, causando instabilidade nas propriedades mecânicas e elétricas da conexão de soldagem.
04 Soldagem ultrassônica
A soldagem ultrassônica de fios de alumínio usa equipamentos de soldagem ultrassônica para conectar fios de alumínio e terminais de cobre. Através da oscilação de alta frequência da cabeça de solda do equipamento de soldagem ultrassônica, os monofilamentos do fio de alumínio e os fios de alumínio e terminais de cobre são conectados para completar o fio de alumínio e a conexão dos terminais de cobre é mostrada na Figura 3.
A conexão de soldagem ultrassônica é quando os fios de alumínio e os terminais de cobre vibram em ondas ultrassônicas de alta frequência. Vibração e atrito entre cobre e alumínio completam a conexão entre cobre e alumínio. Como o cobre e o alumínio têm uma estrutura de cristal de metal cúbico centrado na face, em um ambiente de oscilação de alta frequência sob essa condição, a substituição atômica na estrutura do cristal de metal é concluída para formar uma camada de transição de liga, evitando efetivamente a ocorrência de corrosão eletroquímica. Ao mesmo tempo, durante o processo de soldagem ultrassônica, a camada de óxido na superfície do monofilamento do condutor de alumínio é retirada e, em seguida, a conexão de soldagem entre os monofilamentos é concluída, o que melhora as propriedades elétricas e mecânicas da conexão.
Comparado com outros formulários de conexão, o equipamento de soldagem ultrassônico é um equipamento de processamento comumente usado para fabricantes de chicotes de arame. Não requer novo investimento de ativo fixo. Ao mesmo tempo, os terminais usam terminais estampados de cobre e o custo do terminal é menor, por isso tem a melhor vantagem de custo. No entanto, também existem desvantagens. Comparado com outros formulários de conexão, a soldagem ultrassônica possui propriedades mecânicas mais fracas e baixa resistência à vibração. Portanto, o uso de conexões de soldagem ultrassônica não é recomendado em áreas de vibração de alta frequência.
05 Soldagem por plasma
A soldagem de plasma usa terminais de cobre e fios de alumínio para conexão de crimpagem e, ao adicionar solda, o arco de plasma é usado para irradiar e aquecer a área a ser soldada, derreta a solda, preencha a área de soldagem e preencha a conexão do fio de alumínio, como mostrado na Figura 4.
A soldagem plasmática de condutores de alumínio usa primeiro a soldagem de plasma de terminais de cobre, e a crimpagem e a fixação dos condutores de alumínio são concluídos por crimpagem. Os terminais de soldagem de plasma formam uma estrutura em forma de barril após o crime e, em seguida, a área de soldagem do terminal é preenchida com solda contendo zinco, e a extremidade crimposta é adicionar solda que contém zinco. Sob a irradiação do arco plasmático, a solda que contém zinco é aquecida e derretida e, em seguida, entra na lacuna de arame na área de crimpagem por meio de ação capilar para concluir o processo de conexão de terminais de cobre e fios de alumínio.
Os fios de alumínio de soldagem de plasma completam a conexão rápida entre os fios de alumínio e os terminais de cobre através da crimpagem, fornecendo propriedades mecânicas confiáveis. Ao mesmo tempo, durante o processo de crimpagem, por meio de uma taxa de compressão de 70% a 80%, a destruição e descascamento da camada de óxido do condutor é concluída, melhoram efetivamente o desempenho elétrico, reduzem a resistência ao contato dos pontos de conexão e impedem o aquecimento dos pontos de conexão. Em seguida, adicione a solda contendo zinco ao final da área de crimpagem e use um feixe de plasma para irradiar e aquecer a área de soldagem. A solda que contém zinco é aquecida e derretida, e a solda preenche a lacuna na área de crimpagem por meio de ação capilar, alcançando água com spray de sal na área de crimpagem. O isolamento de vapor evita a ocorrência de corrosão eletroquímica. Ao mesmo tempo, como a solda é isolada e tamponada, é formada uma zona de transição, o que evita efetivamente a ocorrência de fluência térmica e reduz o risco de aumento da resistência de conexão sob choques quentes e frios. Através da soldagem plasmática da área de conexão, o desempenho elétrico da área de conexão é efetivamente melhorado e as propriedades mecânicas da área de conexão também são melhoradas.
Comparado com outros formulários de conexão, a soldagem plasmática isola terminais de cobre e condutores de alumínio através da camada de soldagem de transição e da camada de soldagem fortalecida, reduzindo efetivamente a corrosão eletroquímica de cobre e alumínio. E a camada de soldagem reforçada envolve a face final do condutor de alumínio, de modo que os terminais de cobre e o núcleo do condutor não entrem em contato com o ar e a umidade, reduzindo ainda mais a corrosão. Além disso, a camada de soldagem de transição e a camada de soldagem reforçada corrigem firmemente os terminais de cobre e as juntas de arame de alumínio, aumentando efetivamente a força de extração das juntas e simplificando o processo de processamento. No entanto, também existem desvantagens. A aplicação da soldagem de plasma para os fabricantes de chicotes de arame requer equipamentos de soldagem de plasma dedicados separados, que têm baixa versatilidade e aumenta o investimento em ativos fixos de fabricantes de chicotes de arame. Em segundo lugar, no processo de soldagem de plasma, a solda é concluída por ação capilar. O processo de enchimento de lacunas na área de crimpagem é incontrolável, resultando em qualidade de soldagem final instável na área de conexão de soldagem de plasma, resultando em grandes desvios no desempenho elétrico e mecânico.
Hora de postagem: fevereiro-19-2024