Ավտոմեքենաների մեջ ավանդական պղնձի լարերի բարձր խտությունն ու արժեքը արդյունաբերությանը ստիպել են որոնել այլընտրանքային նյութեր `ծախսերի իջեցման եւ թեթեւացման համար: Ալյումինը դարձել է պղնձի իդեալական փոխարինող, իր լավ հաղորդունակության, ցածր խտության եւ ցածր արժեքի պատճառով, բայց այն ունի նաեւ ցածր ուժ եւ հեշտ օքսիդացում: Հոդվածում կենտրոնացած են մեծ բաժնի ավտոմոբիլային էլեկտրակայանի մալուխների վրա եւ խորապես ուսումնասիրում են տեխնիկական դժվարությունները, որոնք պետք է լուծվեն ալյումինով պղնձի փոխարինման, ներառյալ հաղորդունակությունը, ջերմային ընդլայնման գործակիցների տարածումը: Անալիզի վերլուծելով ավտոմեքենաների միջազգային ստանդարտները, կատարվել է իրագործելիության ուսումնասիրություն ալյումինով ալյումինով փոխարինելու վերաբերյալ, առաջարկվել է հատուկ տեխնիկական լուծում `օգտագործելով 1 սերիայի ալյումինե մետաղալարեր` ավելի մեծ խաչմերուկով փոխարինելու համար, որպեսզի փոխարինեն համարժեք դիմադրության սկզբունքին: Երկու մետաղալար եւ տերմինալ կապի լուծումներ տրամադրելը. Fricate եռակցման եւ ուլտրաձայնային եռակցման եւ երկկողմանի սոսինձ ջերմության օգտագործմամբ `կնքման համար խողովակաշարով: Հոդվածում ներկայացված են նոր ուղի `ավտոմոբիլային ընկերությունների համար հղումային արժեքով` ծախսերի իջեցման եւ թեթեւացման համար:

Ավտոմոբիլային էլեկտրագծերի գոտիները ամբողջ մեքենայի մարմնում են: Ավանդական լարերը պատրաստված են բարձր մաքրության էլեկտրոլիտիկ պղնձի կեղծված, գծված եւ հատուկ գործընթացներով: Պղնձի բարձր խտության պատճառով տրանսպորտային միջոցների էլեկտրալարերի ամբողջությամբ ծածկույթի ընդհանուր քաշը գերազանցում է 20 կգը, իսկ արժեքը բարձր է, ինչը ծախսերի ճնշում է գործադրում ձեռնարկություններին: Այդ նպատակով արդյունաբերությունը ակտիվորեն ուսումնասիրում է այլընտրանքային նյութերը պղնձի լարերի համար `ծախսերի իջեցման եւ թեթեւակի նպատակներին հասնելու համար: Ընդհանուր դիրիժորական նյութերի շարքում ալյումինը իդեալական փոխարինող է: Այն ունի լավ հաղորդունակություն, երկրորդը `միայն պղնձի մեջ, սովորաբար օգտագործված մետաղների միջեւ եւ թեթեւ է քաշի մեջ: Դրա խտությունը պղնձի մոտ 30% է, իսկ դրա արժեքը պղնձի ընդամենը 20% ~ 30% է, բայց այն խնդիրներ ունի, ինչպիսիք են ցածր ուժը եւ հեշտ օքսիդացումը: Այս հոդվածում առաջարկվում է հղումային տեխնիկական լուծում `մեծ հատվածի ավտոմոբիլային էլեկտրակայանի մալուխների համար պղնձի փոխարինման համար պղինձը փոխարինելու համար:

1.Տեխնիկական խնդիրներ, որոնք պետք է լուծվեն ալյումինով պղինձը փոխարինելիս

Ալյումինը գերադասելի է պղնձի եւ որակի վրա, եւ դարձել է թեժ կետ `ավտոմոբիլային ընկերություններում ծախսերի իջեցման եւ թեթեւ հետազոտության համար: Այնուամենայնիվ, ալյումինե փոխարինող պղինձը դեռ կանգնած է տեխնիկական որոշ դժվարությունների:

1) Ալյումինի հաղորդունակությունը պղնձից զիջում է: Եթե խնդիրը լուծվի ալյումինե մետաղալարերի խաչմերուկային տարածքը, ալյումինե մետաղալարերի ճշգրտումը պետք է ավելանա 1 ~ 2 մակարդակներով, որոնք կդարձնեն ալյումինե մետաղալարով զամբյուղը, քան պղնձի մետաղալարերը: Տեղադրման տարածքը եւ ճկման շառավղը պետք է հաշվի առնել, երբ կապը կազմակերպում է:

2) Ալյումինը ցածր ուժ ունի: Մեխանիկական ուժը պղնձի մասի միայն 1 //3 է, եւ հեշտ է կոտրվել ծալքավորության ժամանակ: Երբ մեքենան մեքենա է վարում, մետաղալարերը թրթռում են, եւ դա հեշտ է կոտրել, ուստի ալյումինե մետաղալարերի ուժը պետք է ավելանա:

3) Ալյումինը ունի զգալի սեղմիչ սողացող երեւույթ: Մոտ 80 ℃, սողացողությունը ուժեղանում է ճնշման տակ, մինչդեռ պղնձը պետք է լինի 230-ից բարձր ℃, ցույց տալու որոշակի աստիճանի սեղմիչ սողուն: Ալյումինի սեղմիչ սողացող բնութագրերը կհանգեցնեն կապի կետին `տերմինալի ծայրահեղ փոփոխություններով թուլացնելու կետը, ազդելով մետաղալարերի էլեկտրական կատարման վրա:

Հետեւաբար, ալյումինե-պղնձի միացման տեխնոլոգիան պահանջում է հատուկ ձեւավորում `արտադրանքի կյանքի հուսալի էլեկտրական կատարումը ապահովելու համար:

4) Ալյումինը քիմիապես ակտիվ է: Այն հեշտությամբ օքսիդացվում է, երբ օդ է ենթարկվում, ձեւավորելով խիտ եւ ծանր ալյումինե օքսիդի կինոնկար: Ալյումինի օքսիդը ունի ամուր մեկուսացման հատկություններ եւ կազդի ալյումինե լարերի հաղորդունակության վրա: Երբ ալյումինը կապում է պղնձի տերմինալների խոնավ եւ էներգիայով միջավայրում, հեշտ է ձեւավորել գալվանական ռեակցիա, առաջացնելով էլեկտրաքիմիական կոռոզիա եւ հողաթափում ալյումինե դիրիժոր: Այս իրավիճակը պետք է խուսափել:

5) Ալյումինը եւ պղինձը ունեն ջերմային ընդլայնման տարբեր գործակիցներ: Տաք եւ ցրտից երկարատեւ փոփոխումից հետո կապը հեշտ է թուլացնել, ազդելով միացման կետի հուսալիության վրա:

2. Հողափող փոխարինող ալյումինե փոխարինող վերլուծության վերլուծություն եւ տեխնիկական լուծումներ

1) իրագործելիության վերլուծություն

Միջազգայնորեն, կան երեք հիմնական ավտոմոբիլային մետաղալար ստանդարտ, ամերիկյան, ճապոներեն եւ եվրոպական: Արդյունաբերական տեխնոլոգիաների գլոբալ ինտեգրմամբ ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ տարբեր երկրների մետաղալարերի ստանդարտները աստիճանաբար ավելի են մոտենում միջազգային ստանդարտների ISO շարքին: Ներկայումս ներքին ավտոմոբիլային OEM- ն օգտագործում է պղնձի հիմնական լարերը եւ հետեւում ISO 19642-5-ին եւ ISO 6722-1 միջազգային ստանդարտներին: Այս երկու ստանդարտները նմանատիպ տեխնիկական պահանջներ ունեն ավտոմոբիլային պղնձի հիմնական լարերի համար, եւ երկուսն էլ նշում են դիմադրողականությունը, մանրամասնորեն դիմակայել լարերի լարման եւ այլ բնութագրերի: Դրանց թվում, ISO 19642-5-ը ավելի մանրամասն պահանջներ ունի մետաղալարերի կատարման համար:

Արտասահմանյան ալյումինե լարերը օգտագործվել են արդյունաբերական ծրագրերում առնվազն 30 տարի: Դրանք առաջին անգամ օգտագործվել են ավիացիոն արդյունաբերության մեջ եւ սկսել են օգտագործվել ավտոմոբիլային դաշտում 21-րդ դարի սկզբին: 2013-ին ավտոմեքենաների Aluminum լարերի պաշտոնական միջազգային ստանդարտ ISO 6722-2- ը ազատ է արձակվել, իսկ 2019-ին, նմանատիպ ISO 19642-6-ը ազատ է արձակվել: Միջազգային ստանդարտներ ISO 19642-6 եւ ISO 6722-2- ը տրամադրել են դիրիժոր տրամագծի, դիմադրության, մեկուսացման ծավալի դիմադրության տեխնիկական պահանջներ եւ այլն: Հետեւաբար, սխեմայի ձեւավորումը պետք է համապարփակորեն հաշվի առնի այս երկու միջազգային ստանդարտները:

Ալյումինե դիրիժորները պետք է համարժեք լինեն պղնձի դիրիժորներին եւ հանդիպեն երեք միավոր. Նախ, նրանք պետք է ունենան նման հաղորդակցական եւ այլ հատկություններ փոխարինված պղնձի դիրիժորների նկատմամբ. Երկրորդ, կանխեք ալյումինե մետաղալարից օքսիդացումից; Երրորդ, հասնելով հուսալի կապի ալյումինե մետաղալարերի եւ տերմինալի միջեւ, քանի որ ալյումինե նյութը ունի ցածր կարծրություն եւ կարող է հոգնածություն եւ կոտրել ճկումը, ոլորուն եւ բարձր հաճախականության թրթռումից հետո:

2) Էլեկտրաէներգիայի դիրիժորների այլընտրանքներ

Համեմատելով միջազգային ստանդարտների ISO 19642-5 եւ ISO 6722-1- ի համար `պղնձի դիրիժորների համար, իսկ Ալյումինե դիրիժորների համար ISO 6722-2 ISO 6722-2- ը, կարելի է տեսնել, որ դիմադրությունը նման է պղնձի դիրիժորին, որը նման է պղնձի դիրիժորին:

Եվրոպական ալյումինե եւ ալյումինե խառնուրդի ստանդարտ EN 573-3: 2003 թվականներին նախատեսվում է, որ ալյումինե եւ ալյումինե խառնուրդները կարելի է բաժանել 8 շարքի: Դրանց թվում 1-ը մաքուր ալյումինե մետաղալար է `ալյումինե պարունակությամբ` ավելի քան 99%; 2-ից 8 ալյումինե համաձուլվածքներ նոր ալյումինե վրա հիմնված կոմպոզիտային համաձուլվածքներ են, որոնք մշակվել են `ավելացնելով SI, FE, CU, MG, MG, Nano-Ceramics եւ ածխածնի նանոմ նյութերի տարբեր համամասնություններ, մաքուր ալյումինե: Matrix- ը ջերմամշակված ուժեղացված խառնուրդ է: Որոշ հաղորդունակության ապահովման պայմանով ալյումինե խառնուրդի առաձգական ուժը առավելագույնի է հասցնում, միաժամանակ ապահովելով բավարար երկարացում:

1 սերիայի մաքուր ալյումինե մետաղալարերի բնութագրերը բարձր հաղորդունակություն են, լավ ջերմային հաղորդունակություն, 60 ~ 110 ՄՊ-ի առաձգական ուժ եւ դիրիժոր երկարություն, քան 12%: Այն ամենատարածված ալյումինե դիրիժորն է ավտոմոբիլային մալուխների համար: Ալյումինե մետաղալարերի այս դասարանը հարմար է խոշոր տրամագծով էլեկտրական լարերի համար:

Ամփոփելով, համարժեք դիմադրության սկզբունքը կարող է հետեւել պղնձի մետաղալարերը մաքուր ալյումինե մետաղալարով փոխարինել ավելի մեծ խաչմերուկային տարածքով, եւ փոխարինումից առաջ եւ հետո լարերի դիմադրությունը: Օրինակ, բնօրինակ պղնձի մետաղալարերի խաչմերուկային տարածքը 35 մմ 2 է, իսկ դիրիժորի առավելագույն դիմադրությունը յուրաքանչյուր միավորի երկարությամբ 20 ℃-ով `0,527 մ / մ: Ալյումինե դիրիժորական բնութագրերը `դիմադրության ամենամոտ պարամետրով, պետք է ավելացվի մինչեւ 60 մմ: Այս պահին 20-ին մեկ միավորի երկարության համար դիրիժորի առավելագույն դիմադրությունը 0,525 մ / մ է:
3) լարերի եւ տերմինալների միջեւ կապի սխեման
① Friction եռակցման լուծում

Friction եռակցման տեխնոլոգիան ծագել է ավելի քան հարյուր տարի առաջ: Այն օգտագործում է աշխատանքային մասի կոնտակտային մակերեւույթի շփման արդյունքում առաջացած ջերմությունը `աշխատանքային մասերը պլաստիկորեն դեֆորմացնելու համար ճնշման տակ դնելու համար, դրանով իսկ հասնելով եռակցման: Այս տեխնոլոգիան լայնորեն օգտագործվում է քաղաքացիական եւ օդատիեզերական դաշտերում:

Սարքավորումները փորում են աշխատանքային կտորը `շփվելով շատ ջերմություն առաջացնելով, ինչը նվազեցնում է մետաղի կարծրությունը, բարելավում է պլաստիկությունը եւ բյուրեղացնում եւ բյուրեղացնում է միմյանց զոդման համատեղ: Միեւնույն ժամանակ, արագընթաց շփումը ոչնչացնում է մետաղական մակերեսի օքսիդի ֆիլմը եւ բարելավում եռակցված համատեղության հաղորդունակությունը: Համեմատելի Fusion եռակցման հետ համեմատած Friction Welding- ը ունի հետեւյալ բնութագրերը. Նախ, եռակցված համատեղությունն ունի բարձր ամրություն, կայուն որակ, լավ բաղադրիչ հետեւողականություն, եւ համատեղ ուժը համարժեք է ծնողական նյութի: Երկրորդ, այն էներգախնայողությունն է եւ էկոլոգիապես մաքուր, առանց զոդման ձողերի եւ պաշտպանիչ գազերի անհրաժեշտության, եռակցման գործընթացում ոչ մի թունավոր կամ վնասակար գազեր չեն ստեղծվում, եւ սարքավորումները սպառում են փոքր ուժ: Երրորդ, շփման եռակցումը կարող է հասնել տարբեր նյութերի եռակցման, համատեղը չունի ծակոտիներ կամ ներառումներ, եւ էլեկտրաքիմիական կոռոզիա չի առաջանում:

Այս լուծում «L» - ը `պղնձե ալյումինե կոմպոզիտային տերմինալը ընդունում է պտտվող շփման եռակցման գործընթաց` վերջը կեղծված պղնձաձուլարանի եւ պոչի մաքուր ալյումինե մխոց կապելու համար: Դարբնոցային պղնձե ափսեը օգտագործվում է մարտկոցի կամ մեկնարկային հավաքվելու համար: Այն պատրաստված է պղնձից, ունի բարձր ամրություն, տեղադրման ընթացքում հեշտ չէ կոտրել, եւ մակերեսային թիթեղը կարող է թեթեւացնել փողային եւ մեքենայի մարմնի միջեւ շփման հետեւանքով առաջացած էլեկտրաքիմիական կոռոզիան: Պոչի մաքուր ալյումինե մխոցը սյունակային խոռոչ կառույց է, որն օգտագործվում է ալյումինե դիրիժորը միացնելու համար: Ալյումինի դիրիժորը հատուկ սարքավորումների միջոցով տեղադրվում է մաքուր ալյումինի մխոց, այն ծալվում է կեղծել սարքավորումներ: Մաքուր ալյումինե մետաղալարերն ու մաքուր ալյումինե մխոցը պատրաստված են նույն նյութից եւ ունեն նույն ջերմային ընդլայնման գործակիցը, որը կարող է խուսափել հոգնածության կոտրվածքից, երբ ջերմային ընդլայնման գործակիցի տարբերության պատճառով:

Այս լուծման առավելություններն են. Դարբնոցային պղնձե ափսեը կարող է բավարարել հավաքի պահանջները, եւ ալյումինե մետաղալարերը միացնող ալյումինե խողովակը կարող է խուսափել ավանդական պղնձի տերմինալի եւ ալյումինե դիրիժորի խնդիրների առաջացման համար:

Տերմինալը միանալուց հետո, ալյումինե դիրիժորին, սոսինձով կրկնակի պատերով ջերմային ցնցող խողովակ կարող է օգտագործվել կնքման համար: Heat երմության նեղացման խողովակը ունի մեկուսացում, կոռոզիոն դիմադրություն եւ դիմադրություն: Հատուկ սարքավորումներով ջեռուցվելուց հետո արտաքին պատը նեղանում է, եւ ներքին պատի վրա ամուր սոսինձը հալվում է հեղուկ սոսինձով, ծածկելով տերմինալի միացման մասը եւ մետաղալարային մեկուսացման մաշկի մակերեսը: Սառեցումից եւ ամրացումից հետո այն կարող է հասնել կնքման եւ կոռոզիայի դիմադրության եւ կանխել համատեղում օքսիդացման կոռոզիայից:
Utrasonic եռակցման լուծույթ

1980-ականներից ի վեր, մետաղալարերի զոդման եռակցման ոլորտի ուլտրաձայնային եռակցման տեխնոլոգիան կիրառվել է մետաղալարերի հաճախականության թրթռման էներգիա `մետաղական մոլեկուլային վանդակավոր կառուցվածքը վերակազմավորելու եւ նույն կամ տարբեր մետաղների միացման համար: Եռակցված համատեղությունը հասնում է մետալուրգիական կապի, առանց ծնողական նյութը հալելու, որը պատկանում է ամուր պետության եռակցմանը եւ կարող է արդյունավետորեն խուսափել ցրտաշունչներից եւ սովորական եռակցման օքսիդացումից:

Ուլտրաձայնային եռակցման տեխնոլոգիան լայնորեն օգտագործվում է լարերի եւ լարերի, լարերի եւ տերմինալների միացման մեջ: Եռակցման գործընթացը արագ է, եւ գործընթացի պարամետրերը կարող են դիտարկել ամբողջ գործընթացում: Եռակցված համատեղը մաքուր մետաղական միակցիչ է, որը հեշտությամբ չի ազդում ծերացման, սողացող եւ հոգնածության վրա: Կապը ամուր է, հուսալիությունը բարձր է, եւ շփման դիմադրությունը ցածր է:

Այս տեխնոլոգիան կարող է միացնել նույն կամ տարբեր նյութեր, ինչպիսիք են պղինձը եւ ալյումինը: Քանի որ մետաղը ուղղակիորեն եռակցվում է, լրացուցիչ զոդում կամ հոսք չի պահանջվում: Բացի այդ, ուլտրաձայնային եռակցումը նյութի վրա ցածր ջերմային սթրես ունի եւ, ըստ էության, չի փոխում եռակցված նյութի եւ շրջակա նյութերի հատկությունները: Ուլտրաձայնային եռակցումը ունի պարզ գործընթաց, բարձր համատեղ ուժ, լավ հաղորդունակություն եւ հաղորդիչ բնութագրերի լայն տեսականի, որոնք կարող են զոդվել: 160 մմ 2-ի կամ ավելի մեծ խաչմերուկային տարածք ունեցող դիրիժորները կարող են եռակցվել: Frication եռակցման տեխնոլոգիայի նման, ուլտրաձայնային եռակցման տեխնոլոգիան հարմար է տարբեր նյութերի եւ ձեւերի կապի համար, ինչպիսիք են պղնձի եւ ալյումինե, մետաղալարով եւ ափսեը: Հետեւաբար, այս լուծումը օգտագործում է փողային տերմինալներ, որոնք միացված են մաքուր ալյումինե դիրիժորների հետ ուլտրաձայնային եռակցման տեխնոլոգիայի միջոցով, իսկ տերմինալների վերջնականության վերջում ծուղակ եւ ամրագրված են ճիրաններով: Նմանապես, երկկողմանի սոսինձ ջերմության նեղացման խողովակը կարող է օգտագործվել կապը կնքելու համար `համատեղում օքսիդացման կոռոզիայից:

3. Ամփոփում

Ավտոմոբիլային պղնձի լարերի բարձր գնի եւ ծանր քաշի ներկա իրավիճակի հիման վրա այս թերթը ուսումնասիրում է պղնձի եւ ալյումինե լարերի կատարողականի ստանդարտները եւ առաջարկում է տեխնիկական լուծում `ալյումինե լարերով փոխարինելու համար անհրաժեշտ միջոցներ: