Id-densità għolja u l-ispiża tal-wajers tar-ram tradizzjonali fil-karozzi wasslu lill-industrija biex tfittex materjali alternattivi biex tinkiseb tnaqqis tal-ispejjeż u piż ħafif. L-aluminju sar sostitut ideali għar-ram minħabba l-konduttività tajba tiegħu, densità baxxa u prezz baxx, iżda għandu wkoll problemi bħal saħħa baxxa u ossidazzjoni faċli. L-artikolu jiffoka fuq kejbils ta 'enerġija tal-karozzi b'sezzjoni kbira, u jesplora profondament id-diffikultajiet tekniċi li jeħtieġ li jissolvew meta tissostitwixxi r-ram bl-aluminju, inklużi l-konduttività, is-saħħa, il-creep kompressiva, l-ossidazzjoni u d-differenzi fil-koeffiċjenti ta' espansjoni termali. Bl-analiżi tal-istandards internazzjonali tal-wajer tal-karozzi, sar studju ta 'fattibilità dwar is-sostituzzjoni tar-ram bl-aluminju, u ġiet proposta soluzzjoni teknika speċifika: bl-użu ta' wajer ta 'aluminju pur tas-serje 1 b'żona ta' sezzjoni trasversali akbar biex tissostitwixxi wajer tar-ram, wara l-prinċipju ta 'reżistenza ekwivalenti; Provvista ta 'żewġ soluzzjonijiet ta' konnessjoni tal-wajer u terminali: iwweldjar tal-frizzjoni u wweldjar ultrasoniku, u bl-użu ta 'tubi li jinxtorbu b'ħitan doppji li jwaħħlu għas-siġillar. L-artikolu jipprovdi triq ġdida b'valur ta 'referenza għal kumpaniji tal-karozzi biex jiksbu tnaqqis fl-ispejjeż u piż ħafif.

Il-wajers tal-wajers tal-karozzi huma kollha fuq il-ġisem tal-karozza. Wajers tradizzjonali huma magħmula minn ram elettrolitiku ta 'purità għolja ffalsifikata, imfassla u biċ-ċappetti minn proċessi speċjali. Minħabba d-densità għolja tar-ram, il-piż totali tax-xedd tal-fili tal-vettura jaqbeż l-20kg u l-ispiża hija għolja, li ġġib pressjoni fl-ispiża lill-intrapriżi. Għal dan il-għan, l-industrija qed tesplora b'mod attiv materjali alternattivi għal wajers tar-ram biex jilħqu l-għanijiet tat-tnaqqis tal-ispejjeż u l-piż ħafif. Fost materjali komuni tal-kondutturi, l-aluminju huwa sostitut ideali. Għandu konduttività tajba, it-tieni biss għar-ram fost il-metalli użati komunement, u għandu piż ħafif. Id-densità tagħha hija madwar 30% tar-ram u l-ispiża tiegħu hija biss 20% ~ 30% tar-ram, iżda għandha problemi bħal saħħa baxxa u ossidazzjoni faċli. Dan l-artikolu jipproponi soluzzjoni teknika ta 'referenza għas-sostituzzjoni tar-ram bl-aluminju għal kejbils ta' enerġija tal-karozzi b'sezzjoni kbira.

1. Kwistjonijiet tekniċi li għandhom bżonn jissolvew meta tissostitwixxi r-ram bl-aluminju

L-aluminju huwa superjuri għar-ram fl-ispiża u l-kwalità, u sar post sħun għat-tnaqqis tal-ispejjeż u riċerka ħafifa f'kumpaniji tal-karozzi. Madankollu, l-aluminju li jissostitwixxi r-ram għadu qed jiffaċċja xi diffikultajiet tekniċi.

1) Il-konduttività tal-aluminju hija inferjuri għar-ram. Jekk il-problema tissolva billi tiżdied iż-żona ta 'sezzjoni trasversali tal-wajer tal-aluminju, l-ispeċifikazzjoni tal-wajer tal-aluminju jeħtieġ li tiżdied b'1 ~ 2 livelli, li jagħmlu x-xedd tal-wajer tal-aluminju akbar mill-arness tal-wajer tar-ram. L-ispazju ta 'installazzjoni u r-raġġ tal-liwi jeħtieġ li jiġu kkunsidrati meta jiġu rranġati l-arness.

2) L-aluminju għandu saħħa baxxa. Is-saħħa mekkanika hija biss 1 / 3 minn dik tar-ram, u huwa faċli li tinqasam waqt il-crimping. Meta l-karozza tkun qed issuq, il-wajer jivvibra u huwa faċli li tinqasam, u għalhekk is-saħħa tal-wajer tal-aluminju jeħtieġ li tiżdied.

3) L-aluminju għandu fenomenu ta 'creep kompressiv sinifikanti. F'madwar 80 ℃, il-creep jintensifika taħt pressjoni, filwaqt li r-ram jeħtieġ li jkun 'il fuq minn 230 ℃ biex juri ċertu grad ta' creep kompressiv. Il-karatteristiċi kompressivi tal-creep ta 'l-aluminju jikkawżaw li l-punt ta' konnessjoni jinħall il-bidliet fit-temperatura u l-ħin wara li t-terminal ikun imdawwal, li jaffettwa l-prestazzjoni elettrika tal-wajer.

Għalhekk, it-teknoloġija tal-konnessjoni tal-aluminju-ram teħtieġ disinn speċjali biex tiżgura prestazzjoni elettrika affidabbli matul iċ-ċiklu tal-ħajja tal-prodott.

4) L-aluminju huwa attiv kimikament. Huwa faċilment ossidizzat meta jkun espost għall-arja, li jifforma film ta 'ossidu tal-aluminju dens u iebes. L-ossidu tal-aluminju għandu proprjetajiet ta 'insulazzjoni qawwija u jaffettwa l-konduttività ta' wajers tal-aluminju. Meta l-aluminju jikkuntattja terminali tar-ram f'ambjent umdu u enerġizzat, huwa faċli li tifforma reazzjoni galvanika, li tikkawża korrużjoni elettrokimika fil-konnessjoni u tikkorrodi l-konduttur tal-aluminju. Din is-sitwazzjoni għandha tiġi evitata.

5) L-aluminju u r-ram għandhom koeffiċjenti ta 'espansjoni termali differenti. Wara alternanza fit-tul ta 'sħun u kiesaħ, il-konnessjoni hija faċli biex tinħall, li taffettwa l-affidabbiltà tal-punt ta' konnessjoni.

2. Analiżi tal-Ħila u Soluzzjonijiet Tekniċi tas-Sostituzzjoni tal-Aluminju

1) Analiżi tal-fattibilità

Internazzjonalment, hemm tliet standards ewlenin tal-wajer tal-karozzi: Amerikani, Ġappuniżi u Ewropej. Bl-integrazzjoni globali tat-teknoloġija industrijali fl-industrija tal-karozzi, l-istandards tal-wajer ta 'diversi pajjiżi qegħdin jersqu gradwalment eqreb lejn is-serje ISO ta' standards internazzjonali. Fil-preżent, il-biċċa l-kbira tal-OEMs tal-karozzi domestiċi jużaw wajers tal-qalba tar-ram u jsegwu l-ISO 19642-5 u l-istandards internazzjonali ISO 6722-1. Dawn iż-żewġ standards għandhom rekwiżiti tekniċi simili għall-wajers tal-qalba tar-ram tal-karozzi, u t-tnejn jispeċifikaw ir-reżistività, jifilħu l-vultaġġ u karatteristiċi oħra tal-wajers fid-dettall. Fost dawn, l-ISO 19642-5 għandu rekwiżiti aktar dettaljati għall-prestazzjoni tal-wajer.

Wajers tal-aluminju barranin ilhom jintużaw f'applikazzjonijiet industrijali għal mill-inqas 30 sena. L-ewwel intużaw fl-industrija tal-avjazzjoni u bdew jintużaw fil-qasam tal-karozzi fil-bidu tas-seklu 21. Fl-2013, l-istandard internazzjonali uffiċjali ISO 6722-2 għal wajers tal-aluminju tal-karozzi ġie rilaxxat, u fl-2019, l-ISO simili 19642-6 ġie rilaxxat. Standards internazzjonali ISO 19642-6 u ISO 6722-2 jipprovdu rekwiżiti tekniċi għad-dijametru tal-konduttur, reżistenza, reżistività tal-volum ta 'insulazzjoni, eċċ. Iż-żewġ standards huma simili fil-kontenut, u ISO 19642-6 għandu rekwiżiti aktar dettaljati għall-prestazzjoni ta' kondutturi tal-aluminju tal-karozzi. Għalhekk, id-disinn tal-iskema jeħtieġ li jikkunsidra b'mod komprensiv dawn iż-żewġ standards internazzjonali.

Il-kondutturi tal-aluminju għandhom ikunu ekwivalenti għal kondutturi tar-ram u jilħqu tliet punti: l-ewwel, għandhom jiżguraw li jkollhom konduttività simili u proprjetajiet oħra għall-kondutturi tar-ram sostitwiti, li jiżguraw li l-funzjoni taċ-ċirkwit oriġinali tinżamm bażikament waqt li tissostitwixxi l-materjal tal-konduttur; it-tieni, jipprevjenu l-wajer tal-aluminju milli jiġi ossidizzat; It-tielet, tikseb konnessjoni affidabbli bejn il-wajer tal-aluminju u t-terminal, minħabba li l-materjal tal-aluminju għandu ebusija baxxa u jista 'għeja u jkisser wara l-liwi, l-istralċ, u l-vibrazzjoni ta' frekwenza għolja.

2) Alternattivi għall-kondutturi tal-linja tal-enerġija

Meta mqabbel l-istandards internazzjonali ISO 19642-5 u ISO 6722-1 għall-kondutturi tar-ram, u ISO 19642-6 u ISO 6722-2 għal kondutturi tal-aluminju, jista 'jidher li meta r-reżistenza hija simili, il-konduttur tal-aluminju jeħtieġ speċifikazzjoni akbar biex jikseb konduttività simili għal dik tal-konduttur tar-ram.

L-istandard tal-kompożizzjoni tal-aluminju u l-aluminju Ewropew EN 573-3: 2003 jistipula li l-ligi tal-aluminju u l-aluminju jistgħu jinqasmu fi 8 serje. Fost dawn, is-Serje 1 hija wajer tal-aluminju pur b'kontenut ta 'aluminju ta' aktar minn 99%; Ligi tal-aluminju tas-Serje 2 sa 8 huma ligi komposti bbażati fuq l-aluminju ġodda żviluppati billi jiżdiedu proporzjonijiet differenti ta 'Si, Fe, Cu, MG, MN, Nano-ċeramika u nanomaterjali tal-karbonju għal aluminju pur. Il-matriċi hija liga msaħħa ttrattata bis-sħana. Taħt il-kundizzjoni li tiġi żgurata ċerta konduttività, is-saħħa tat-tensjoni tal-liga tal-aluminju hija massimizzata, filwaqt li tiżgura t-titwil suffiċjenti.

Il-karatteristiċi ta '1 serje ta' wajer tal-aluminju pur huma konduttività għolja, konduttività termali tajba, saħħa tat-tensjoni ta '60 ~ 110MPa, u titwil tal-kondutturi akbar minn 12%. Huwa l-aktar konduttur tal-aluminju użat komunement għal kejbils tal-karozzi. Dan il-grad ta 'wajer tal-aluminju huwa adattat għal kurduni ta' enerġija b'dijametru kbir.

Fil-qosor, il-prinċipju ta 'reżistenza ekwivalenti jista' jiġi segwit biex tissostitwixxi wajer tar-ram b'wajer tal-aluminju pur b'żona ta 'sezzjoni trasversali akbar, u r-reżistenza tal-wajers qabel u wara s-sostituzzjoni hija l-istess jew viċin. Pereżempju, l-erja tas-sezzjoni trasversali tal-wajer tar-ram oriġinali hija 35mm2, u r-reżistenza massima tal-konduttur għal kull tul ta 'unità f'20 ℃ hija 0.527mω / m. L-ispeċifikazzjoni tal-konduttur tal-aluminju bl-eqreb parametru tar-reżistenza jeħtieġ li tiżdied għal 60mm2. F'dan iż-żmien, ir-reżistenza massima tal-konduttur għal kull tul ta 'unità f'20 ℃ hija 0.525mΩ / m.
3) Skema ta 'konnessjoni bejn wajers u terminali
Soluzzjoni tal-iwweldjar tal-friction

It-teknoloġija tal-iwweldjar tal-frizzjoni oriġina iktar minn mitt sena ilu. Juża s-sħana ġġenerata mill-frizzjoni tal-wiċċ ta 'kuntatt tal-biċċa tax-xogħol biex tagħmel il-biċċa tax-xogħol tiddeforma plastikament taħt pressjoni, u b'hekk tinkiseb iwweldjar. Din it-teknoloġija tintuża ħafna fl-oqsma ċivili u aerospazjali.

It-tagħmir isuq il-biċċa tax-xogħol biex jiġġenera ħafna sħana skont il-frizzjoni, li tnaqqas l-ebusija tal-metall, ittejjeb il-plastiċità, u tagħmel l-atomi tal-metall imxerrda u jibred u jikkristallizzaw lil xulxin biex jiffurmaw ġonta ta 'wweldjar ta' frizzjoni soda. Fl-istess ħin, frizzjoni b'veloċità għolja teqred il-film tal-ossidu fuq il-wiċċ tal-metall u ttejjeb il-konduttività tal-ġonta wweldjata. Meta mqabbel mal-iwweldjar tradizzjonali tal-fużjoni, l-iwweldjar tal-frizzjoni għandu l-karatteristiċi li ġejjin: L-ewwel, il-ġonta wweldjata għandha saħħa għolja, kwalità stabbli, konsistenza tajba tal-komponenti, u s-saħħa konġunta hija ekwivalenti għal dik tal-materjal ġenitur; It-tieni, huwa li jiffranka l-enerġija u favur l-ambjent, mingħajr il-bżonn ta 'vireg tal-iwweldjar u gassijiet protettivi, l-ebda gassijiet tossiċi jew ta' ħsara ma jiġu ġġenerati matul il-proċess tal-iwweldjar, u t-tagħmir jikkonsma ftit enerġija; It-tielet, l-iwweldjar tal-frizzjoni jista 'jikseb l-iwweldjar ta' materjali differenti, il-ġonta m'għandha l-ebda pori jew inklużjonijiet, u ma sseħħ l-ebda korrużjoni elettrokimika.

F'din is-soluzzjoni, it-terminal kompost tar-ram-aluminju b'forma ta 'L "jadotta proċess ta' wweldjar ta 'frizzjoni li jdur biex jgħaqqad il-pjanċa tar-ram ffalsifikati u d-denb taċ-ċilindru tal-aluminju pur. Il-pjanċa tar-ram falsifikata tintuża biex tgħaqqad mal-batterija jew l-istarter. Huwa magħmul minn ram, għandu saħħa għolja, mhux faċli biex jinqasam waqt l-installazzjoni, u l-irbit tal-wiċċ jista 'jtaffi l-korrużjoni elettrokimika kkawżata mill-kuntatt bejn ir-ram u l-korp tal-karozza. Iċ-ċilindru tal-aluminju pur tad-denb huwa struttura vojta kolonna użata biex tikkonnettja l-konduttur tal-aluminju. Wara li l-konduttur tal-aluminju jitqiegħed fiċ-ċilindru tal-aluminju pur permezz ta 'tagħmir speċjali, huwa mdaħħal mill-apparat tal-forġa. Il-wajer tal-aluminju pur u ċ-ċilindru tal-aluminju pur huma magħmula mill-istess materjal u għandhom l-istess koeffiċjent ta 'espansjoni termali, li jista' jevita ksur tal-għeja meta temperaturi għoljin u baxxi jalternaw minħabba d-differenza fil-koeffiċjent ta 'espansjoni termali.

Il-vantaġġi ta 'din is-soluzzjoni huma: il-pjanċa tar-ram iffalsifikata tista' tissodisfa r-rekwiżiti ta 'assemblaġġ, u t-tubu tal-aluminju li jgħaqqad il-wajer tal-aluminju jista' jevita ksur tal-għeja kkawżat mill-koeffiċjenti ta 'espansjoni termali differenti tat-terminal tar-ram tradizzjonali u l-konduttur tal-aluminju, li mhux biss isolvi l-problema tal-qawwa tal-installazzjoni terminali, iżda ssolvi wkoll il-problema tal-konnessjoni bejn il-konduttur tal-alum

Wara li t-terminal ikun imqabbad mal-konduttur tal-aluminju, tubu li jinxtorob tas-sħana b'ħitan doppji jista 'jintuża għall-issiġillar. It-tubu li jinxtorob tas-sħana għandu insulazzjoni, reżistenza għall-korrużjoni u reżistenza għall-ilbies. Wara li jissaħħan minn tagħmir speċjali, il-ħajt ta 'barra jonqos, u l-kolla solida fuq il-ħajt ta' ġewwa ddub fil-kolla likwida, li tkopri l-parti tal-konnessjoni tat-terminal u l-wiċċ tal-ġilda ta 'l-insulazzjoni tal-wajer. Wara t-tkessiħ u s-solidifikazzjoni, jista 'jikseb is-siġillar u r-reżistenza għall-korrużjoni, u jipprevjeni l-korrużjoni ta' ossidazzjoni fil-ġonta.
Soluzzjoni tal-iwweldjar ②ultrasoniku

Mis-snin 1980, it-teknoloġija tal-iwweldjar tal-metall ultrasoniku ġiet applikata għall-iwweldjar fuq ix-xedd tal-wajer, bl-użu ta 'enerġija tal-vibrazzjoni tal-frekwenza ultrasonika biex terġa' torganizza l-istruttura tal-kannizzata molekulari tal-metall u tikkonnettja l-istess metalli jew differenti. Il-ġonta iwweldjata tikseb twaħħil metallurġiku mingħajr ma tidwib il-materjal ġenitur, li jappartjeni għall-iwweldjar fi stat solidu u jista 'effettivament jevita l-ispatter u l-ossidazzjoni ta' wweldjar ordinarju.

It-teknoloġija tal-iwweldjar ultrasoniku tintuża ħafna fil-konnessjoni ta 'wajers u wajers, wajers u terminali. Il-proċess tal-iwweldjar huwa mgħaġġel u l-parametri tal-proċess jistgħu jiġu mmonitorjati matul il-proċess. Il-ġonta wweldjata hija konnettur tal-metall pur, li mhux affettwat faċilment mit-tixjiħ, il-creep u l-għeja. Il-konnessjoni hija soda, l-affidabbiltà hija għolja, u r-reżistenza għall-kuntatt hija baxxa.

Din it-teknoloġija tista 'tikkonnettja l-istess materjali jew differenti, bħal ram u aluminju. Peress li l-metall huwa wweldjat direttament, l-ebda stann jew fluss addizzjonali mhu meħtieġ. Barra minn hekk, l-iwweldjar ultrasoniku għandu stress termali baxx fuq il-materjal u bażikament ma jbiddilx il-proprjetajiet tal-materjal iwweldjat u tal-materjali tal-madwar. L-iwweldjar ultrasoniku għandu proċess sempliċi, saħħa konġunta għolja, konduttività tajba, u firxa wiesgħa ta 'speċifikazzjonijiet tal-konduttur li jistgħu jiġu wweldjati. Kondutturi b'żona ta 'sezzjoni trasversali ta' 160mm2 jew saħansitra akbar jistgħu jiġu wweldjati. Simili għat-teknoloġija tal-iwweldjar tal-frizzjoni, it-teknoloġija tal-iwweldjar ultrasoniku hija adattata għall-konnessjoni ta 'materjali u forom differenti, bħal ram u aluminju, wajer u pjanċa, u hija użata ħafna fl-industrija tal-wajer u tal-kejbil. Għalhekk, din is-soluzzjoni tuża terminali tar-ram, li huma konnessi ma 'kondutturi tal-aluminju puri permezz ta' teknoloġija tal-iwweldjar ultrasoniku, u huma msawwra u ffissati bid-dwiefer fit-truf tat-terminali biex itejbu l-affidabbiltà tal-konnessjoni. Bl-istess mod, tubu li jinxtorob tas-sħana b'ħitan doppji jista 'jintuża biex tissiġilla l-konnessjoni biex tevita l-korrużjoni ta' ossidazzjoni fil-ġonta.

3. Sommarju

Ibbażat fuq is-sitwazzjoni attwali ta 'spiża għolja u piż tqil ta' wajers tar-ram tal-karozzi, din il-karta tistudja l-istandards ta 'prestazzjoni ta' wajers tar-ram u tal-aluminju, u tipproponi soluzzjoni teknika biex tissostitwixxi wajers tar-ram b'wajers tal-aluminju, li tipprovdi mod ġdid għall-intrapriżi biex tnaqqas l-ispejjeż u tnaqqas il-piż.