Technológia difúzneho zvárania mäkkých spojov z medenej fólie: analýza princípov, procesov a inžinierskych aplikácií

Difúzne zváranie mäkkého spojenia s medenou fóliou je metóda zvárania, ktorá využíva viacero vrstiev tenkej medenej fólie alebo iných kovových fólií na difúziu atómov na kontaktnom rozhraní prostredníctvom vysokej teploty a tlaku na vytvorenie silného metalurgického spojenia. Táto technológia sa používa hlavne v scenároch vodivého pripojenia, ktoré si vyžaduje vysokú flexibilitu, veľkú prúdovú-kapacitu a odolnosť voči vibráciám, ako sú flexibilné prechodové spojenia v nových energetických batériových systémoch,-vysokovýkonné elektronické zariadenia a zariadenia na prenos a distribúciu energie. Na rozdiel od tradičného tvrdého alebo tavného zvárania, difúzne zváranie nevyžaduje pridávanie žiadnej spájky alebo prídavného kovu počas procesu zvárania. Namiesto toho sa spolieha na atómovú migráciu samotných spojených materiálov v pevnom stave, aby sa dosiahlo spojenie. Spájkovaný spoj má preto technické výhody, ako je rovnomerné zloženie, žiadna krehká fáza na rozhraní a stabilná odolnosť.

 

Pri výrobe flexibilných medených zberníc môže proces difúzneho zvárania spevniť konce viacvrstvovej medenej fólie do hustej tuhej spojovacej oblasti, zatiaľ čo stredná časť si zachováva viacvrstvovú separačnú štruktúru, ktorá poskytuje flexibilitu, čím sa zaisťuje prúdová-prenosnosť a mechanická pevnosť koncového spoja a využíva sa flexibilná oblasť na absorbovanie tepelnej rozťažnosti zariadenia a vibrácií. V prípade nových modulov energetických batérií sa flexibilné prípojnice pre konektor batérie a medené ohybné prípojnice pre lítiovú batériu vo veľkej miere vyrábajú pomocou tohto procesu, ktorý sa používa na vytvorenie nízkoodporových a vysokoflexibilných elektrických ciest medzi pólmi článku alebo medzi súpravou batérií a hlavným obvodom. Medené laminované flexibilné konektory sú typickým produktom technológie difúzneho zvárania. Ich viac{8}}vrstvová laminovaná štruktúra výrazne zvyšuje ich životnosť v ohybe a odolnosť proti únave v porovnaní s jednou medenou tyčou.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V porovnaní s tradičnými metódami zvárania má difúzne zváranie mäkkých spojov z medenej fólie niekoľko technických výhod. Po prvé, nie je potrebná žiadna spájka. Tým, že sa nespolieha na spájku alebo tavivo, táto technológia v podstate eliminuje riziko rozstreku spájky, korózie zvyškového taviva a galvanickej korózie medzi rôznymi kovmi. Chýbajúca vrstva spájky tiež znižuje odpor spoja, najmä pri vysokoprúdových prenosových cestách. Každé zníženie odporu mikro-ohmov zníži zahrievanie Joule a zlepší energetickú účinnosť systému. Po druhé, zvárané spoje sú ploché a hladké. Keďže počas procesu zvárania nedochádza k žiadnemu toku a tuhnutiu roztaveného kovu, povrch spojovacej oblasti po difúznom zváraní zachováva pôvodnú textúru laminácie fólie alebo vytvára rovnomernú rekryštalizovanú štruktúru, takmer bez viditeľných vydutín alebo priehlbín zvarov. Táto funkcia je obzvlášť dôležitá pre konektor pocínovanej fólie pre elektrickú batériu inštalovaný v obmedzenom priestore, pretože nerovnomerné miesta spájkovania môžu spôsobiť koncentráciu elektrického poľa alebo zlú priľnavosť izolačného filmu. Po tretie, spojenie je silné a stabilné. Spoj vytvorený difúznym zváraním je typu metalurgického spájania. Jeho pevnosť v ťahu a odolnosť proti šmykovej únave sú lepšie ako mechanické spôsoby spájania, ako je krimpovanie alebo nitovanie, a nie je náchylný na relaxáciu pri tečení v-dlhodobých tepelných cykloch.

 

Medená fóliová flexibilná prípojnica akumulátorovej batérie musí odolať pravidelnému rozširovaniu a zmršťovaniu jadra batérie počas procesu nabíjania a vybíjania v systéme skladovania energie. Konce difúzneho zvarového spoja môžu spoľahlivo prenášať napätie bez posunu kontaktného odporu. Po štvrté, rozsah použiteľných materiálov je široký. Táto technológia nie je vhodná len pre rovnaké kovové spojenie medzi meďou a meďou, ale môže tiež realizovať difúzne spojenie odlišných kovov, ako je meď a hliník, meď a nikel, prostredníctvom rozumného dizajnu prechodovej vrstvy rozhrania, čím spĺňa aplikačné potreby medených -hliníkových kompozitných koncoviek v batériových súpravách. Po piate, ochrana životného prostredia. Proces difúzneho zvárania nevyžaduje spájku a tavivo, neprodukuje škodlivý dym ani odpadovú kvapalinu a metóda ohrevu využíva elektrický ohrev, ktorý nemá žiadne priame uhlíkové emisie a spĺňa požiadavky čistej výroby.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Oblasti použitia mäkkých spojov s medenou fóliou sa výrazne rozšírili z tradičného odvetvia výkonovej elektroniky do špičkových{0}}výrobných oblastí, ako sú nové energetické vozidlá, systémy na skladovanie energie, letecká a železničná doprava. V oblasti nových energetických vozidiel sa medená fóliová zbernica široko používa ako vodivé médium pre sériové a paralelné spojenia medzi vnútornými modulmi napájacej batérie, flexibilný prechod medzi článkami a prípojnicou a chrbticové spojenie medzi súpravou batérií a vysokonapäťovou rozvodnou skriňou vozidla. Jeho ľahké a flexibilné vlastnosti majú veľký význam pre zlepšenie hustoty energie batérie a prispôsobenie sa priestorovým obmedzeniam podvozku vozidla. V konvertoroch na ukladanie energie a fotovoltaických invertoroch musí spojenie medzi napájacím modulom IGBT a prípojnicou jednosmerného prúdu spĺňať požiadavky na nízku indukčnosť, nízky odpor a vysokú flexibilitu. Viacvrstvová medená fóliová integrovaná štruktúra medených laminovaných flexibilných konektorov dosiahnutá difúznym zváraním účinne znižuje prekmity napätia a elektromagnetické rušenie počas procesu spínania. V oblasti letectva sú satelitné energetické systémy a letecké rozvodné siete mimoriadne citlivé na hmotnosť konektorov. Mäkké spoje z medenej fólie sa stali preferovaným riešením kvôli ich vysokej špecifickej pevnosti a vodivosti. V trakčnom systéme koľajovej dopravy využíva prechodová časť napájacieho kábla medzi trakčným meničom a motorom veľkorozmerné mäkké spojenie z medenej fólie, ktoré nielenže odoláva nepretržitým vibráciám počas prevádzky vozidla, ale zaisťuje aj efektívny prenos výkonu na úrovni megawattov{11}}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Výrobný proces mäkkých spojov z medenej fólie na difúzne zváranie zahŕňa viacero presných spojov, ako je príprava materiálu, stohovanie, tvarovanie zváraním a následné{0}}spracovanie. Počas fázy prípravy materiálu musí medená fólia podstúpiť prísne povrchové čistenie a odmasťovanie, aby sa odstránil valivý olej, oxidový film a prachové častice. Akékoľvek zvyškové nečistoty vytvoria pri vysokých teplotách inklúzie rozhrania a zhoršia kvalitu zvárania. Vo fáze montáže laminácie sú viaceré vrstvy medenej fólie presne laminované v určenom poradí a smere pomocou polohovacích prípravkov. Medzi vrstvy možno vložiť niklové plechy alebo vrstvy pokovovania niklom, aby sa zlepšila kompatibilita rozhrania pri zváraní rôznych kovov. Fáza tvárnenia zváraním je ukončená vo vákuovej difúznej zváracej peci alebo zváracom stroji s ochrannou atmosférou. Teplotný profil je zvyčajne nastavený v blízkosti teploty rekryštalizácie medi. Doba výdrže sa pohybuje od minút do hodín v závislosti od hrúbky stohu a veľkosti spoja. Fáza po-spracovaní zahŕňa korekciu{10} po zváraní, odhrotovanie, čistenie povrchu a odber vzoriek elektrického výkonu. Pre špecifikácie, ktoré vyžadujú povrchovú úpravu, ako je napríklad pocínovaný fóliový konektor pre elektrické batérie, je potrebné po difúznom zváraní vykonať pocínovanie alebo postriebrenie, aby sa zlepšila odolnosť proti oxidácii a zvárateľnosť následnej montáže.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ak potrebujete vybrať vhodnýLaminovaná medená fólia Shuntmodelu pre váš batériový modul, systém na ukladanie energie alebo zariadenie s vysokým{0}}napájaním, kontaktujte náš technický a technický tím, ktorý vám poskytne vzorky a listy s technickými parametrami.