アルミニウム導体が自動車用ワイヤリングハーネスでますます使用されているため、この記事はアルミニウムパワーワイヤリングハーネスの接続技術を分析および整理し、さまざまな接続方法のパフォーマンスを分析して比較して、アルミニウムパワーワイヤリングハーネス接続方法の選択を促進します。
01概要
自動車の配線ハーネスでのアルミニウム導体の適用の促進により、従来の銅導体の代わりにアルミニウム導体の使用が徐々に増加しています。ただし、銅線を置き換えるアルミニウムワイヤの塗布プロセスでは、電気化学腐食、高温クリープ、および導体の酸化は、申請プロセス中に直面および解決する必要がある問題です。同時に、銅線を置き換えるアルミニウムワイヤの適用は、元の銅線の要件を満たす必要があります。パフォーマンスの劣化を避けるための電気的および機械的特性。
電気化学腐食、高温クリープ、アルミニウム線の適用中の導体酸化などの問題を解決するために、現在、業界には4つの主流接続方法があります。すなわち、摩擦溶接と圧力溶接、摩擦溶接、超音波溶接、プラズマ溶接です。
以下は、これら4種類の接続の接続原理と構造の分析とパフォーマンスの比較です。
02摩擦溶接と圧力溶接
摩擦溶接と圧力の結合、最初に摩擦溶接に銅棒とアルミニウムロッドを使用し、銅棒をスタンプして電気接続を形成します。アルミニウムロッドは機械加工され、形を形成してアルミニウムクリンプの端を形成し、銅とアルミニウムの端子が生成されます。次に、アルミニウムワイヤーを銅 - アルミニウム末端のアルミニウム圧着端に挿入し、図1に示すように、従来のワイヤハーネス圧着装置を介して油圧装備を介して油圧装備し、アルミニウム導体と銅 - アルミニウム末端との接続を完成させます。
他の接続形態と比較して、摩擦溶接と圧力溶接は、銅ロッドとアルミニウムロッドの摩擦溶接を介した銅 - アルミニウム合金遷移ゾーンを形成します。溶接表面はより均一で密度が高く、銅とアルミニウムのさまざまな熱膨張係数によって引き起こされる熱クリープ問題を効果的に回避します。さらに、合金遷移ゾーンの形成は、銅とアルミニウムの間の異なる金属活性によって引き起こされる電気化学的腐食を効果的に回避します。熱収縮チューブによるその後のシーリングは、塩スプレーと水蒸気を分離するために使用されます。これは、電気化学腐食の発生も効果的に回避します。アルミニウムワイヤの油圧クリンプと銅 - アルミニウム末端のアルミニウムクリンプ端を介して、アルミニウム導体のモノフィラメント構造とアルミニウムクリンプ端の内壁の酸化物層が破壊され、剥がれ、寒さが単一のワイヤの間に完成します。溶接の組み合わせにより、接続の電気性能が向上し、最も信頼性の高い機械性能が提供されます。
03摩擦溶接
摩擦溶接では、アルミニウムチューブを使用して、アルミニウム導体を圧着および形作ります。端面を切断した後、銅の端子で摩擦溶接が行われます。図2に示すように、ワイヤコンダクターと銅端子との間の溶接接続は摩擦溶接によって完了します。
摩擦溶接はアルミニウムワイヤを接続します。まず、アルミチューブは、クリンプによってアルミニウムワイヤの導体に設置されています。導体のモノフィラメント構造は、圧着を通して可塑化され、緊密な円形の断面を形成します。次に、溶接断面がプロセスを完了することにより平らになります。溶接表面の準備。銅端子の一方の端は電気接続構造で、もう一方の端は銅端子の溶接接続面です。銅末端の溶接接続面とアルミニウムワイヤの溶接面は溶接され、摩擦溶接を介して接続され、溶接フラッシュをカットして形作り、摩擦溶接アルミニウムワイヤの接続プロセスを完了します。
他の接続形態と比較して、摩擦溶接は、銅端子とアルミニウムワイヤ間の摩擦溶接を介して銅とアルミニウムの間の遷移接続を形成し、銅とアルミニウムの電気化学的腐食を効果的に減少させます。銅 - アルミニウム摩擦溶接遷移ゾーンは、後の段階で接着熱収縮チューブで密閉されています。溶接領域は空気や水分にさらされることはなく、腐食がさらに減少します。さらに、溶接領域は、アルミニウムワイヤ導体が溶接を介して銅端子に直接接続されている場所であり、これにより、ジョイントの引き抜き力が効果的に増加し、処理プロセスが簡単になります。
ただし、図1のアルミニウムワイヤと銅 - アルミニウム端子の間の接続には欠点も存在します。ワイヤーハーネスメーカーへの摩擦溶接の適用には、多用途性が低く、ワイヤーハーネスメーカーの固定資産への投資を増やす別々の特別な摩擦溶接装置が必要です。第二に、プロセス中の摩擦溶接では、ワイヤのモノフィラメント構造が銅末端で直接摩擦溶接され、摩擦溶接接続領域に空洞が生じます。ほこりやその他の不純物の存在は、最終的な溶接品質に影響を与え、溶接接続の機械的および電気的特性の不安定性を引き起こします。
04超音波溶接
アルミニウムワイヤの超音波溶接では、超音波溶接装置を使用して、アルミニウムワイヤと銅端子を接続します。超音波溶接装置の溶接ヘッドの高周波振動により、アルミニウムワイヤとアルミニウムワイヤと銅端子が結合してアルミニウムワイヤを完成させ、銅端子の接続を図3に示します。
超音波溶接接続は、高周波超音波でアルミニウムワイヤと銅端子が振動する場合です。銅とアルミニウムの間の振動と摩擦は、銅とアルミニウムの間の接続を完成させます。銅とアルミニウムはどちらも顔中心の立方メタル結晶構造を持っているため、この条件下での高周波振動環境では、金属結晶構造の原子置換が完了し、合金遷移層を形成し、電気化学腐食の発生を効果的に回避します。同時に、超音波溶接プロセス中に、アルミニウム導体のモノフィラメントの表面の酸化物層が剥がれ、その後、モノフィラメント間の溶接接続が完了し、接続の電気的および機械的特性が改善されます。
他の接続フォームと比較して、超音波溶接装置は、ワイヤーハーネスメーカーに一般的に使用される加工装置です。新しい固定資産投資は必要ありません。同時に、ターミナルは銅のスタンプ付き端子を使用し、端子コストは低いため、最良のコスト優位性があります。ただし、短所も存在します。他の接続フォームと比較して、超音波溶接は機械的特性が弱く、振動抵抗が不十分です。したがって、超音波溶接接続の使用は、高周波振動領域では推奨されません。
05プラズマ溶接
プラズマ溶接では、銅の端子とアルミニウムワイヤを使用してクリンプ接続を行い、次にはんだを添加することにより、プラズマアークを使用して、図4に示すように、領域を照射および加熱し、はんだを溶かし、溶接領域を満たし、アルミニウムワイヤ接続を完成させます。
アルミニウム導体のプラズマ溶接は、最初に銅端子のプラズマ溶接を使用し、アルミニウム導体の圧着と留め具を圧着によって完了します。プラズマ溶接端子は、圧着後に樽型の構造を形成し、端子溶接領域に亜鉛含有のはんだで満たされ、圧着端は亜鉛含有はんだを追加します。プラズマアークの照射の下で、亜鉛含有はんだが加熱されて溶けてしまい、毛細血管作用を通じて圧着領域のワイヤギャップに入り、銅端子とアルミニウムワイヤの接続プロセスを完了します。
プラズマ溶接アルミニウムワイヤは、クリンプを通じてアルミニウムワイヤと銅端子の間の高速な接続を完了し、信頼できる機械的特性を提供します。同時に、圧着プロセス中に、圧縮率が70％〜80％の圧縮比を通じて、導体の酸化物層の破壊と剥離が完了し、効果的に電気性能を改善し、接触抵抗を減らし、接続ポイントの加熱を防ぎます。次に、亜鉛を含むはんだを圧着領域の端に追加し、プラズマビームを使用して溶接領域を照射して加熱します。亜鉛含有はんだが加熱されて溶けており、はんだが毛細管の作用を通じて圧着領域の隙間を埋め、圧着領域の塩噴霧水を達成します。蒸気分離は、電気化学腐食の発生を回避します。同時に、はんだが分離され、緩衝されているため、遷移ゾーンが形成され、熱クリープの発生を効果的に回避し、高温ショックとコールドショック下での接続抵抗の増加のリスクを軽減します。接続領域のプラズマ溶接により、接続エリアの電気性能が効果的に改善され、接続領域の機械的特性もさらに改善されます。
他の接続形態と比較して、プラズマ溶接分離分離銅端子とアルミニウム導体は、遷移溶接層と強化溶接層を介して溶接層を強化し、銅とアルミニウムの電気化学的腐食を効果的に減少させます。また、補強された溶接層は、アルミニウム導体の端面を包み、銅の端子と導体のコアが空気や水分に接触せず、腐食をさらに減らします。さらに、遷移溶接層と強化溶接層が銅の端子とアルミニウムワイヤージョイントをしっかりと固定し、接合部の引き抜き力を効果的に増加させ、処理プロセスをシンプルにします。ただし、短所も存在します。プラズマ溶接をワイヤハーネスメーカーに適用するには、多用途性が低く、ワイヤーハーネスメーカーの固定資産への投資を増やす別々の専用プラズマ溶接装置が必要です。第二に、プラズマ溶接プロセスでは、はんだは毛細管作用によって完了します。圧着エリアのギャップ充填プロセスは制御できず、プラズマ溶接接続エリアで不安定な最終溶接品質をもたらし、電気的および機械的性能に大きな偏りが生じます。
投稿時間：2月19-2024