Az autókban a hagyományos rézvezetékek nagy sűrűségű és költségei arra késztették az iparágot, hogy alternatív anyagokat keressen a költségcsökkentés és a könnyűsúly elérése érdekében. Az alumínium a jó vezetőképessége, az alacsony sűrűség és az alacsony költségek miatt ideális helyettesítővé vált a réz számára, de olyan problémákkal is rendelkezik, mint az alacsony szilárdság és az egyszerű oxidáció. A cikk a nagy szakaszú autóipari kábelekre összpontosít, és mélyen feltárja azokat a technikai nehézségeket, amelyeket meg kell oldani, amikor a réz alumíniumra cserélik, ideértve a vezetőképességet, az erőt, a nyomó kúszást, az oxidációt és a hőtágulási együtthatók különbségeit. A nemzetközi autóipari vezetékes szabványok elemzésével megvalósíthatósági tanulmányt készítettek a réz alumíniummal való cseréjéről, és egy speciális műszaki megoldást javasoltak: 1 sorozatú tiszta alumíniumhuzalt használva egy nagyobb keresztmetszeti területen a rézhuzal cseréjéhez, az egyenértékű ellenállás elvét követve; Két huzal- és terminál csatlakozási oldat biztosítása: súrlódásos hegesztés és ultrahangos hegesztés, valamint duplafalú ragasztóhűtő zsugorodás használata a tömítéshez. A cikk új utat biztosít az autóipari vállalatok referenciaértékével a költségcsökkentés és a könnyűsúly elérése érdekében.

Az autóvezeték -kábelkötegek az egész autótesten vannak. A hagyományos vezetékek nagy tisztességes elektrolitikus rézből készülnek, kovácsoltak, rajzolva és speciális folyamatokkal csuklva. A réz nagy sűrűségének köszönhetően a járművezeték -kábelköteg teljes súlya meghaladja a 20 kg -ot, és a költségek magas, ami költségnyomást gyakorol a vállalkozások számára. Ebből a célból az iparág aktívan feltárja a rézhuzalok alternatív anyagát, hogy elérje a költségcsökkentés és a könnyűsúly célját. A közös vezető anyagok közül az alumínium ideális helyettesítő. Jó vezetőképessége van, csak a réznél a szokásos fémek között, és könnyű súlyú. Sűrűsége a réz körülbelül 30% -a, költsége csak 20% ~ 30% a réz, de olyan problémákkal rendelkezik, mint az alacsony szilárdság és az egyszerű oxidáció. Ez a cikk referencia-technikai megoldást javasol a réz alumíniumra történő cseréjére a nagyszakadású autóipari kábelekhez.

1.Technikai kérdések, amelyeket meg kell oldani, amikor a réz alumíniumra cseréli

Az alumínium jobb, mint a réz költségei és minősége, és forró ponttá vált a költségcsökkentés és a könnyű kutatás az autóipari vállalatokban. Az alumínium helyettesítő réz azonban továbbra is műszaki nehézségekkel szembesül.

1) Az alumínium vezetőképessége alacsonyabb a réznél. Ha a problémát az alumínium huzal keresztmetszeti területének növelésével oldják meg, akkor az alumínium huzal-specifikációt 1 ~ 2 szinttel kell növelni, ami az alumínium huzalköteg nagyobbá teszi a rézhuzalkötegnél. A heveder megszervezésekor a telepítési helyet és a hajlító sugarat kell figyelembe venni.

2) Az alumínium alacsony szilárdságú. A mechanikai szilárdság csak 1 / 3 a rézéből, és a krimping során könnyű megtörni. Amikor az autó vezet, a huzal rezeg, és könnyű megszakadni, így meg kell növelni az alumínium huzal szilárdságát.

3) Az alumíniumnak jelentős nyomó -kúszó jelensége van. Körülbelül 80 ℃ körül a kúszás nyomás alatt fokozódik, míg a réznek 230 ℃ felettinek kell lennie, hogy bizonyos fokú nyomó kúszást mutasson. Az alumínium nyomó kúszójellemzői miatt a csatlakozási pont meglazul a hőmérsékletváltozással és az idővel, miután a terminál megsemmisült, befolyásolva a huzal elektromos teljesítményét.

Ezért az alumínium-réz-csatlakozási technológia speciális tervezést igényel a megbízható elektromos teljesítmény biztosítása érdekében a termék életciklusában.

4) Az alumínium kémiailag aktív. Könnyen oxidálható, ha levegőnek vannak kitéve, sűrű és kemény alumínium -oxid filmet képezve. Az alumínium -oxid erős szigetelési tulajdonságokkal rendelkezik, és befolyásolja az alumínium vezetékek vezetőképességét. Amikor az alumínium nedves és energiájú környezetben érintkezik a rézcsatornákkal, könnyű galvanikus reakciót alakíthat ki, és elektrokémiai korróziót okozhat a csatlakozásnál és korrodálva az alumínium vezetőjét. Kerülni kell ezt a helyzetet.

5) Az alumínium és a réz eltérő hőtágulási együtthatókkal rendelkezik. A hideg és a hideg hosszú távú váltakozása után a kapcsolat könnyen meglazítható, befolyásolva a csatlakozási pont megbízhatóságát.

2.A réz cseréjének elérési elemzése és műszaki megoldásai

1) megvalósíthatósági elemzés

Nemzetközileg három fő autóipari vezetékes szabvány létezik: amerikai, japán és európai. Az ipari technológia globális integrációjával az autóiparban a különféle országok vezetékes szabványai fokozatosan közelebb kerülnek az ISO nemzetközi szabványok sorozatához. Jelenleg a legtöbb háztartási gépjármű-gyártó rézmag-vezetékeket használ, és követi az ISO 19642-5 és az ISO 6722-1 nemzetközi szabványokat. Ez a két szabvány hasonló műszaki követelményekkel rendelkezik az autóipari rézmag vezetékeire, és mindkettő részletesen meghatározza az ellenállást, az ellenállást és a vezetékek egyéb jellemzőit. Közülük az ISO 19642-5 részletesebb követelményekkel rendelkezik a vezeték teljesítményére.

Legalább 30 éve használnak külföldi alumínium vezetékeket ipari alkalmazásokban. Először a légiközlekedési iparban használták, és a 21. század elején kezdték el az autóipari területen. 2013-ban megjelent az Automotive Alumínium vezetékek számára az ISO 6722-2 hivatalos nemzetközi szabvány, és 2019-ben a hasonló ISO 19642-6-ot elengedték. Az ISO 19642-6 és az ISO 6722-2 nemzetközi szabványok technikai követelményeket nyújtanak a vezető átmérőjére, az ellenállásra, a szigetelési térfogat ellenállására stb. A két szabvány hasonló a tartalomban, és az ISO 19642-6 részletesebb követelményeket tartalmaz az autóipari alumíniumkarmisek teljesítményére. Ezért a rendszer kialakítását átfogóan figyelembe kell vennie ezt a két nemzetközi szabványt.

Az alumíniumvezetőknek egyenértékűnek kell lenniük a rézvezetőkkel, és három ponttal kell megfelelniük: Először is gondoskodniuk kell arról, hogy hasonló vezetőképességgel és egyéb tulajdonságokkal rendelkezzenek, mint a csere rézvezetékek, biztosítva, hogy az eredeti áramköri funkció alapvetően megmaradjon a vezető anyagának cseréjekor; Másodszor, megakadályozzák az alumínium huzal oxidálását; Harmadszor, érjen el megbízható kapcsolatot az alumínium huzal és a terminál között, mivel az alumínium anyag alacsony keménységgel rendelkezik, fáradtságot és megszakadhat a hajlítás, a tekercselés és a magas frekvenciájú rezgés után.

2) Az elektromos vezetők alternatívái

Összehasonlítva az ISO 19642-5 és az ISO 6722-1 nemzetközi szabványokat a rézvezetékeknél, valamint az ISO 19642-6 és az ISO 6722-2 alumíniumvezetőknél, akkor látható, hogy ha az ellenállás hasonló, az alumínium vezetőnek nagyobb specifikációra van szüksége a vezetőképesség eléréséhez, mint a réz vezetőjéhez.

Az EN 573-3: 2003 európai alumínium és alumíniumötvözet-összetétel standardja kimondja, hogy az alumínium és az alumíniumötvözetek 8 sorozatra oszthatók. Közülük az 1. sorozat a tiszta alumíniumhuzal, amelynek alumíniumtartalma több mint 99%; A 2. sorozatú alumíniumötvözetek új alumínium-alapú kompozit ötvözetek, amelyeket úgy fejlesztettek ki, hogy a tiszta alumíniumhoz különböző arányú Si, Fe, Fe, Cu, Mg, MN, Nano-Ceramics és Szén nanomatermékek hozzáadásával adják. A mátrix hőkezelt erősített ötvözet. Bizonyos vezetőképesség biztosítása mellett az alumíniumötvözet szakítószilárdsága maximalizálódik, miközben biztosítja a megfelelő nyúlást.

Az 1 sorozatú tiszta alumínium huzal jellemzői a nagy vezetőképesség, a jó hővezető képesség, a szakítószilárdság 60 ~ 110 mPa és a vezetőhosszabbítás, amely meghaladja a 12%-ot. Ez a leggyakrabban használt alumíniumvezető az autóvezetékekhez. Ez az alumínium huzal ez az osztályú nagy átmérőjű tápkábelekhez alkalmas.

Összefoglalva: az ekvivalens ellenállás elvét követhetjük, hogy a rézhuzalt tiszta alumíniumhuzalra cseréljék nagyobb keresztmetszeti területre, és a huzalok ellenállása a csere előtt és után azonos vagy közeli. Például az eredeti rézhuzal keresztmetszeti területe 35 mm2, és a vezető maximális ellenállása az egységhosszonként 20 ℃-nél 0,527mΩ / m. A legközelebbi ellenállási paraméterrel rendelkező alumíniumvezető -specifikációt 60 mm2 -re kell növelni. Ebben az időben a vezető maximális ellenállása egység hosszúságonként 20 ℃ -nél 0,525 mΩ / m.
3) A vezetékek és a csatlakozók közötti csatlakozási rendszer
①Friction hegesztési oldat

A súrlódási hegesztési technológia több mint száz évvel ezelőtt származott. A munkadarab érintkezési felületének súrlódása által generált hőt használja, hogy a munkadarabot nyomás alatt plasztikusan deformálják, ezáltal elérve a hegesztést. Ezt a technológiát széles körben használják a polgári és repülőgéppel.

A berendezés arra készteti a munkadarabot, hogy súrlódás révén sok hőt generáljon, ami csökkenti a fém keménységét, javítja a plaszticitást, és a fématomokat diffúzza és lehűti, és egymást kristályosítja, hogy szilárd súrlódó hegesztési ízületet képezzenek. Ugyanakkor a nagysebességű súrlódás elpusztítja a fém felületén lévő oxidfilmet és javítja a hegesztett ízület vezetőképességét. A hagyományos fúziós hegesztéssel összehasonlítva a súrlódási hegesztés a következő jellemzőkkel rendelkezik: Először is, a hegesztett ízület nagy szilárdságú, stabil minőségű, jó alkatrész -konzisztencia, és az ízületi szilárdság egyenértékű a szülő anyagának; Másodszor, energiatakarékos és környezetbarát, hegesztő rudak és védőgázok nélkül, a hegesztési folyamat során nem állnak ki mérgező vagy káros gázok, és a berendezés kevés energiát fogyaszt; Harmadszor, a súrlódó hegesztés elérheti az eltérő anyagok hegesztését, az ízületnek nincs pórusa vagy zárványa, és nem fordul elő elektrokémiai korrózió.

Ebben az oldatban az "L"-alakú réz-alumínium kompozit terminál egy forgó súrlódási hegesztési eljárást alkalmaz a kovácsolt rézlemez és a farok tiszta alumínium hengerének összekapcsolására. A kovácsolt rézlemezt az akkumulátorhoz vagy az indítóhoz történő összeszereléshez használják. Sárgarézből készül, nagy szilárdságú, nem könnyű megtörni a telepítés során, és a felszíni tinning enyhítheti az elektrokémiai korróziót, amelyet a sárgaréz és az autótest közötti érintkezés okoz. A farok tiszta alumínium henger egy oszlopos üreges szerkezet, amelyet az alumíniumvezető csatlakoztatására használnak. Miután az alumíniumvezetőt speciális berendezéssel a tiszta alumínium hengerbe helyezik, azt a berendezés kovácsoltja. A tiszta alumínium huzal és a tiszta alumínium henger ugyanabból az anyagból készül, és ugyanazzal a termikus tágulási együtthatóval rendelkezik, amely elkerülheti a fáradtság törését, ha a magas és az alacsony hőmérsékletek váltakoznak a termikus tágulási együttható különbsége miatt.

Ennek az oldatnak az előnyei: A kovácsolt rézlemez megfelel az összeszerelési követelményeknek, és az alumínium huzalt összekötő alumíniumcső elkerülheti a hagyományos rézkapocs és az alumínium vezető és az alumínium vezető és a terminál közötti kapcsolat problémájának megoldását a hagyományos réz terminál és az alumínium vezetők közötti kapcsolati problémát is.

Miután a csatlakozót az alumínium vezetőhöz csatlakoztatják, egy duplafalú hő zsugorodó csövet használhatók a tömítéshez. A hő zsugorodócső szigetelés, korrózióállóság és kopásállóság. Miután speciális berendezésekkel melegítik, a külső fal zsugorodik, és a belső falon lévő szilárd ragasztó folyékony ragasztóvá olvad, eltakarva a terminál csatlakozási részét és a huzalszigetelő bőr felületét. Hűtés és megszilárdulás után elérheti a tömítést és a korrózióállóságot, és megakadályozhatja az oxidáció korrózióját az ízületnél.
②Ultrahonic hegesztési oldat

Az 1980 -as évek óta ultrahangos fémhegesztési technológiát alkalmaztak a huzalköteg hegesztésére, ultrahangos frekvenciavibrációs energiát felhasználva a fém molekuláris rácsszerkezet átszervezésére és az azonos vagy különböző fémek összekapcsolására. A hegesztett ízület a fémkohászati kötést a szülő anyag megolvasztása nélkül éri el, amely a szilárdtest hegesztéshez tartozik, és hatékonyan elkerülheti a szokásos hegesztés fröccsenését és oxidációját.

Az ultrahangos hegesztési technológiát széles körben használják a vezetékek és vezetékek, vezetékek és terminálok összekapcsolásában. A hegesztési folyamat gyors, és a folyamat paraméterei a folyamat során ellenőrizhetők. A hegesztett ízület egy tiszta fém csatlakozó, amelyet az öregedés, a kúszó és a fáradtság nem befolyásol. A kapcsolat szilárd, a megbízhatóság magas, és az érintkezési ellenállás alacsony.

Ez a technológia ugyanazokat vagy különböző anyagokat, például réz- és alumínium anyagokat csatlakoztathat. Mivel a fém közvetlenül hegesztve van, nincs szükség további forrasztásra vagy fluxusra. Ezen túlmenően az ultrahangos hegesztés alacsony hőstressz -e az anyagra, és alapvetően nem változtatja meg a hegesztett anyag és a környező anyagok tulajdonságait. Az ultrahangos hegesztésnek egyszerű folyamata, nagy ízületi szilárdsága, jó vezetőképessége és hegeszthető karmester -specifikációk széles skálája van. Hegeszthetők a 160 mm2 vagy még nagyobb keresztmetszetű vezetékek. A súrlódó hegesztési technológiához hasonlóan az ultrahangos hegesztési technológia alkalmas különféle anyagok és formák, például réz és alumínium, huzal és lemez összekapcsolására, és széles körben használják a huzal- és kábeliparban. Ezért ez a megoldás sárgaréz terminálokat használ, amelyek ultrahangos hegesztési technológián keresztül a tiszta alumíniumvezetőkhöz kapcsolódnak, és a csatlakozók megbízhatóságának javítása érdekében a kapcsok végén vannak rögzítve és rögzítve a csatlakozók végén. Hasonlóképpen, a duplafalú ragasztóhő zsugorodás felhasználható a csatlakozás lezárására, hogy megakadályozzák az oxidáció korrózióját az ízületnél.

3. Összegzés

A magas költségek és az autóipari rézhuzalok nehéz helyzetének jelenlegi helyzete alapján ez a cikk a réz- és alumínium vezetékek teljesítmény -előírásait vizsgálja, és technikai megoldást javasol a rézvezetékek alumínium vezetékekkel való cseréjéhez, új módszert biztosítva a vállalkozások számára a költségek csökkentése és a súlycsökkentés érdekében.