W jaki sposób elastyczne szyny zbiorcze z folii miedzianej są zgrzewane dyfuzyjnie?

Elastyczne szyny zbiorcze z folii miedzianejsą zwykle wytwarzane poprzez przycięcie cienkich folii miedzianych na wymiar, ułożenie i wyrównywanie wymaganej liczby warstw, oczyszczenie powierzchni spajanych i umieszczenie obu końców w specjalnie-zbudowanym narzędziu. Następnie stosuje się kontrolowane ciepło i ciśnienie, aby połączyć warstwy folii w zwarte końcówki, podczas gdy środkowa część pozostaje niezwiązana i elastyczna.

Po podgrzaniu łączony obszar jest zwykle schładzany pod ciśnieniem, zanim szyna zbiorcza zostanie wyjęta w celu przycięcia, wykrawania, obróbki powierzchni i kontroli. Wynik końcowy nie zależy od samej temperatury, ale od łącznej kontroli stanu folii, obszaru łączenia, rozkładu nacisku, czasu nagrzewania, płaskości narzędzia i stabilności chłodzenia.

Nie ma jednego harmonogramu spawania odpowiedniego dla każdej elastycznej szyny zbiorczej. Proces opracowany dla dwudziestu warstw folii o grubości 0,10 mm nie może zostać automatycznie zastosowany do dziesięciu warstw folii o grubości 0,20 mm, nawet jeśli całkowita grubość stosu jest taka sama.

Elastyczna szyna zbiorcza z folii miedzianej to-element przewodzący prąd wykonany z wielu warstw cienkiej folii miedzianej. Obydwa końce są połączone w stosunkowo sztywne obszary zacisków, podczas gdy środek pozostaje laminowany i elastyczny.

Dzięki tej kombinacji szyna zbiorcza może przewodzić duży prąd, jednocześnie zapewniając:

• Wibracje podczas pracy sprzętu;
• Rozszerzalność i kurczenie się cieplne;
• Tolerancje montażowe;
• Ruch pomiędzy połączonymi komponentami;
• Naprężenia mechaniczne spowodowane instalacją;
• Niewielkie przesunięcie pomiędzy zaciskami elektrycznymi.

Elastyczne szyny miedziane są powszechnie stosowane w zestawach akumulatorów pojazdów elektrycznych, systemach magazynowania energii, rozdzielnicach, transformatorach, szafach rozdzielczych mocy, sprzęcie ładującym i innych-zespołach elektrycznych wysokoprądowych.

Połączone końce można następnie przebić, przewiercić, powlekać lub połączyć z innymi przewodnikami. Niezklejona część środkowa musi zachować efektywną długość elastyczną określoną na rysunku produktu.

Dlaczego zamiast jednego pręta miedzianego stosuje się wiele cienkich folii?

Solidny pręt miedziany może skutecznie przenosić prąd, ale nie może łatwo absorbować wibracji ani względnego ruchu pomiędzy elementami. Podział tej samej grubości przewodu na wiele cienkich warstw zwiększa elastyczność w wymaganym kierunku.

Jednakże luźnych warstw folii nie można niezawodnie skręcić ani zainstalować bez utworzenia stabilnych obszarów zacisków. Zgrzewanie dyfuzyjne folii miedzianej służy do konsolidacji końców, dzięki czemu można je obrabiać i łączyć, zachowując jednocześnie warstwową strukturę pośrodku.

Zgrzewanie dyfuzyjne to proces łączenia-w stanie stałym, podczas którego ciepło i ciśnienie doprowadzają przygotowane powierzchnie metalowe do wystarczająco bliskiego kontaktu, aby wytworzyło się połączenie na stykach. W klasycznym łączeniu dyfuzyjnym nie jest wymagany żaden metal wypełniający, a stan powierzchni, płaskość, temperatura, ciśnienie i czas są ważnymi zmiennymi procesu. Ta ogólna zasada jest również opisana w wytycznych technicznych opublikowanych przez TWI na temat łączenia dyfuzyjnego.

W branży elastycznych szyn zbiorczych terminy „spawanie dyfuzyjne folii miedzianej” i „spawanie dyfuzyjne o wysokiej{0}}polimerach” są często używane w odniesieniu do procesu podgrzewanego elektrycznie-wspomaganego ciśnieniem, w którym wykorzystuje się narzędzia grafitowe. Ta metoda produkcji nie powinna być automatycznie traktowana jako identyczna ze spajaniem dyfuzyjnym w-próżniowym-piecu w długim cyklu. Metoda ogrzewania, atmosfera, czas cyklu i zachowanie interfejsu mogą się różnić.

Dla kupujących najważniejszą kwestią nie jest zatem to, jak nazywa się proces, ale czy może on w sposób ciągły generować wymagane:

• Powierzchnia klejona;
• Gotowa grubość końcówki;
• Wytrzymałość mechaniczna;
• Wspólny opór;
• Tolerancja wymiarowa;
• Stan powierzchni;
• Powtarzalność partii-do-partii.

Zwykle nie jest wymagany żaden dodatkowy metal wypełniający

W przypadku zwykłych wielowarstwowych szyn zbiorczych z folii miedzianej końce folii można zwykle połączyć bez lutowania lub wypełniacza lutowniczego. Pomaga to uniknąć wprowadzania materiału wypełniającego o różnych właściwościach elektrycznych, mechanicznych lub termicznych.

Gdy materiał miedziany, przygotowanie powierzchni, oprzyrządowanie i harmonogram spawania są odpowiednio kontrolowane, w procesie można uzyskać kompaktową końcówkę o niskiej i powtarzalnej rezystancji złącza w określonych warunkach testowych.

Elastyczne centrum zostaje zachowane

Celem nie jest połączenie całej szyny zbiorczej. W obrębie głównej strefy grzewczo-ciśnieniowej znajdują się jedynie zaprojektowane obszary przyłączeniowe. Część środkowa pozostaje niezwiązana, dzięki czemu gotowy element może absorbować wibracje i ruchy montażowe.

Jeśli nagrzany obszar sięga zbyt daleko do środka, efektywna długość elastyczna może zostać zmniejszona. Dlatego wymiary oprzyrządowania i rozmieszczenie przedmiotu obrabianego muszą być zgodne z rysunkiem szyny zbiorczej, a nie opierać się na ocenie wizualnej.

Chociaż konfiguracje maszyn są różne, typowa elastyczna szyna zbiorcza z folii miedzianej przechodzi przez sześć głównych etapów.

1. Sprawdź specyfikacje folii i gotowej szyny zbiorczej

Rozwój procesu zaczyna się od produktu, a nie od maszyny. Producent powinien potwierdzić następujące informacje przed wyborem oprzyrządowania lub ustaleniem harmonogramu spawania:

• Stopień miedzi i stan materiału;
• Indywidualna grubość folii;
• Liczba warstw folii;
• Szerokość folii;
• Całkowita grubość stosu;
• Całkowita długość produktu;
• Długość i szerokość klejenia na każdym końcu;
• Wymagana grubość końcówki po spawaniu;
• Położenie otworu i wymagania dotyczące obróbki;
• Wymagania dotyczące powlekania lub-obróbki powierzchni;
• Kryteria odbioru mechanicznego i elektrycznego.

Dwa stosy o tej samej grubości całkowitej mogą zachowywać się inaczej. Na przykład dwadzieścia warstw folii o grubości 0,10 mm zawiera więcej powierzchni międzyfazowych niż dziesięć warstw folii o grubości 0,20 mm. Mogą różnić się stanem powierzchni, kontaktem międzywarstwowym, zachowaniem podczas ogrzewania i odpornością na ślizganie podczas ściskania.

Ważna jest również wymagana grubość gotowego zacisku. Wpływa na luz narzędziowy, kontrolę ściskania i akceptowalną wielkość odkształcenia materiału.

2. Wytnij, wyrównaj i oczyść folie miedziane

Folie docinamy na określoną długość i układamy w wymaganej kolejności warstw. Końce powinny być ustawione zgodnie z powtarzalnym punktem odniesienia, tak aby cały obszar docelowy był pokryty podczas podgrzewania i ściskania.

Przed składowaniem operator powinien sprawdzić:

• Zmiana długości;
• Zadziory krawędziowe;
• Zmarszczki lub fałdy;
• Zadrapania powierzchniowe;
• Olej lub pozostałość po obróbce;
• Widoczne utlenianie;
• Cząstki między warstwami;
• Nieprawidłowa orientacja folii.

Jasna-wyglądająca powierzchnia niekoniecznie oznacza czystą powierzchnię klejenia. Oleje, odciski palców, kurz i cienkie warstwy tlenków mogą w dalszym ciągu zakłócać kontakt międzywarstwowy.

Wybrana metoda czyszczenia musi być dostosowana do grubości folii i wymagań produkcyjnych. Agresywna obróbka mechaniczna może odkształcić cienką folię lub spowodować zmiany wymiarowe. Po oczyszczeniu folie należy przechowywać w stanie suchym, chronić przed zanieczyszczeniem i w kontrolowanym czasie załadować do oprzyrządowania.

3. Ułóż i ułóż folie w oprzyrządowaniu

Przygotowany stos folii umieszcza się w oprzyrządowaniu grafitowym lub zespole grzejno-zaciskowym przeznaczonym-do innego zastosowania. Mechaniczne ograniczniki lub elementy ustalające powinny kontrolować położenie produktu, długość wiązania i wyrównanie folii.

Konfiguracja powinna zapewniać, że:

• Cały obszar terminala leży wewnątrz efektywnej strefy grzewczej;
• Górna i dolna powierzchnia narzędziowa są równoległe;
• Stos folii jest podtrzymywany bez zmarszczek;
• Pomiędzy warstwami nie są uwięzione żadne ciała obce;
• Niezwiązany elastyczny odcinek pozostaje poza główną strefą łączenia;
• Przedmiot obrabiany nie może znacznie się przesuwać podczas ściskania.

W przypadku szerokich szyn zbiorczych lub dużych obszarów łączenia płaskość oprzyrządowania i rozkład nacisku mogą być ważniejsze niż samo zwiększenie wskazanej siły maszyny. Wysoki odczyt cylindra lub układu hydraulicznego nie gwarantuje równomiernego dotarcia ciśnienia do każdej części stosu folii.

Zużyte, popękane lub nierówne powierzchnie grafitowe mogą powodować powstawanie obszarów o niewystarczającym ciśnieniu, niestabilnym kontakcie elektrycznym lub nierównym rozprowadzaniu ciepła.

4. Zastosuj kontrolowane ciepło i ciśnienie

Po ułożeniu maszyna wywiera nacisk, aby zmniejszyć szczeliny pomiędzy warstwami folii miedzianej i ustabilizować stos. Następnie wprowadza się ciepło zgodnie z konstrukcją maszyny. W wielu elastycznych systemach szyn zbiorczych do przenoszenia ciepła do docelowego obszaru stosuje się ogrzewanie oporowe i oprzyrządowanie grafitowe.

Temperaturę, ciśnienie i czas należy traktować jako oddziałujące na siebie okno procesu.

Niewystarczające ciepło lub czas utrzymywania mogą spowodować, że niektóre interfejsy będą niecałkowicie połączone. Nadmierne ogrzewanie może zwiększyć utlenianie, odbarwienie, zużycie narzędzi lub deformację końcówek. Podobnie niedostateczny docisk może skutkować rozwarstwieniem, z kolei nadmierny lub źle kontrolowany docisk może spowodować wytłaczanie folii lub niewłaściwą grubość wykończenia.

Na efektywny harmonogram ogrzewania mogą mieć wpływ:

• Grubość folii i liczba warstw;
• Stopień miedzi i stan materiału;
• Długość i szerokość klejenia;
• Całkowita ogrzana masa;
• Wymiary oprzyrządowania;
• Stan grafitowy;
• Szybkość ogrzewania;
• Zastosowana siła i rzeczywista powierzchnia styku;
• Wymagana kompresja terminala;
• Warunki chłodzenia.

Z tego powodu wartość temperatury pobrana z innej maszyny lub innej szyny zbiorczej nie powinna być wykorzystywana jako automatyczne ustawienie produkcyjne.

Podczas przykładowych prób HAIFEI początkowy harmonogram procesu jest opracowywany w oparciu o rzeczywisty stos folii klienta, wymiary klejenia, powierzchnię styku narzędzi i wymagania dotyczące gotowego-terminala. Wyniki prób są następnie sprawdzane przed potwierdzeniem parametrów produkcyjnych.

5. Ochłodzić łączoną końcówkę pod ciśnieniem

Po zakończeniu etapu nagrzewania nie należy koniecznie natychmiast zwalniać przedmiotu obrabianego. Utrzymanie kontrolowanego ciśnienia podczas początkowego etapu chłodzenia pomaga ustabilizować kształt końcówki i zmniejszyć sprężynowanie międzywarstwowe.

Chłodzenie pod ciśnieniem może wspierać:

• Bardziej spójna grubość końcówki;
• Ograniczony ruch stosu folii;
• Lepsza stabilność wymiarowa;
• Mniejsze ryzyko odkształcenia podczas rozładunku;
• Bardziej powtarzalne wyniki pomiędzy cyklami.

Układ chłodzenia wpływa również na ciągłą produkcję. Jeśli temperatura-wody chłodzącej lub przepływ zmieni się podczas pracy maszyny, termiczne warunki początkowe późniejszych cykli mogą różnić się od warunków pierwszej próbki.

Producenci powinni zatem rejestrować odpowiednie warunki chłodzenia podczas walidacji procesu, szczególnie gdy cel produkcyjny wymaga wielokrotnego spawania w ciągu dłuższej zmiany.

6. Wymontuj, wykończ i sprawdź szynę zbiorczą

Po wystarczającym ostygnięciu terminala część jest wyjmowana z oprzyrządowania. W zależności od rysunku i planu produkcji kolejne operacje mogą obejmować:

• Przycinanie krawędzi;
• Wybijanie lub wiercenie otworów montażowych;
• Gratowanie;
• Polerowanie;
• Czyszczenie powierzchni;
• Mocowanie z folii niklowej;
• Cynowanie lub niklowanie;
• Instalacja izolacji;
• Kontrola wymiarowa;
• Testy mechaniczne i elektryczne.

Spawanie i dalszą obróbkę wykańczającą należy traktować jako połączone, ale odrębne etapy produkcji. Zgrzewarka dyfuzyjna nie wykonuje automatycznie wykrawania, galwanizacji ani izolacji, chyba że procesy te zostały uwzględnione w specjalnie dostosowanej komórce produkcyjnej.

Jakość spawania folii miedzianej jest kontrolowana na podstawie całego procesu, a nie jednego głównego parametru.

Dlaczego samo ciśnienie maszyny nie wyjaśnia wyniku

Maszyna może wyświetlać ciśnienie w cylindrze, ciśnienie hydrauliczne lub całkowitą siłę, ale interfejsy folii reagują na ciśnienie rozłożone w rzeczywistym obszarze łączenia.

Ta sama siła maszyny przyłożona do dwóch różnych obszarów łączenia nie tworzy takich samych warunków połączenia. Ugięcie narzędzia, niewspółosiowość i lokalne zużycie mogą dodatkowo zmienić rozkład nacisku.

Kiedy próbka jest połączona z jednej strony, ale rozdziela się z drugiej, zwiększenie nacisku maszyny nie powinno być pierwszą automatyczną reakcją. Najpierw należy sprawdzić równoległość oprzyrządowania, stan grafitu, wyrównanie folii i położenie przedmiotu obrabianego.

Dlaczego parametry produkcyjne muszą zostać zablokowane po walidacji

Po wytworzeniu akceptowalnej próbki należy udokumentować zatwierdzony proces. W zapisie mogą znajdować się:

Numer programu maszyny;

• Etapy i czas trwania ogrzewania;
• Zastosowana siła lub ustawienie ciśnienia;
• Identyfikacja oprzyrządowania;
• Czas chłodzenia;
• Materiał i partia miedzi;
• Gotowe wymiary terminala;
• Wyniki kontroli;
• Operator i data produkcji.

Kontrola parametrów pomaga odróżnić problem z maszyną od zmian w materiale, oprzyrządowaniu, przygotowaniu lub załadunku.

Gdy wystąpi defekt, w danym momencie należy zmienić tylko jedną zmienną, jeśli jest to praktyczne. Jednoczesne zwiększanie temperatury, ciśnienia i czasu przetrzymywania może spowodować, że próbka-wygląda inaczej, ale utrudnia to identyfikację prawdziwej przyczyny.

Żadna metoda łączenia nie jest idealna dla każdego projektu przewodu. Wybór powinien uwzględniać geometrię złącza, kombinację materiałów, wymagania elektryczne, wielkość produkcji i akceptowalny obszar-oddziaływania ciepła.

Zgrzewanie dyfuzyjne jest szczególnie warte oceny, gdy produkt zawiera wiele cienkich folii i wymaga kompaktowych obszarów końcówek, zachowując jednocześnie elastyczność pomiędzy końcami. Inny proces może być bardziej odpowiedni, gdy połączenie jest zlokalizowane w dużej lokalizacji, trudne do zaciśnięcia lub zaprojektowane z myślą o innej kombinacji materiałów.

Wybór maszyny powinien opierać się na największym i najbardziej wymagającym zatwierdzonym przedmiocie obrabianym, a nie tylko na mocy transformatora lub ogólnej maksymalnej szerokości produktu.

Dostawca powinien ocenić następujące kwestie:

Wymagany obszar klejenia

Długość i szerokość końcówki określają powierzchnię styku, która musi otrzymać wystarczająco równomierne ciepło i ciśnienie. Szeroki terminal może wymagać innego oprzyrządowania i układu sił niż wąski terminal o tej samej całkowitej grubości miedzi.

Maksymalny stos folii

Ocena powinna uwzględniać grubość indywidualnej folii, liczbę warstw oraz całkowitą grubość stosu. Wartości te wpływają na kontakt międzywarstwowy, zachowanie podczas nagrzewania i luz narzędzia.

Gotowa grubość terminala

Jeżeli na rysunku określono wąską tolerancję grubości, system musi zapewniać powtarzalną kompresję i stabilne zatrzymanie lub kontrolę położenia. Sama siła maszyny nie może zagwarantować ostatecznego wymiaru.

Zdolność produkcyjna

Kupujący powinien podać dzienną ilość i wymagany czas cyklu. Dostawca może następnie ocenić:

• Załadunek ręczny lub automatyczny;
• Oprzyrządowanie jedno- lub wiele-;
• Wydajność chłodzenia;
• Przechowywanie parametrów;
• Zaangażowanie operatora;
• Obsługa materiałów;
• Integracja z urządzeniami do przycinania lub wykrawania.

Warunki korzystania z mediów i instalacji

We wniosku należy określić wymagane:

• Zasilanie;
• Wydajność-wody chłodzącej lub agregatu chłodniczego;
• Sprężone powietrze, jeśli ma zastosowanie;
• Powierzchnia podłogi;
• Fundament maszyny;
• Wentylacja lub ekstrakcja;
• Dostęp do załadunku i konserwacji.

Wymagania dotyczące jakości i identyfikowalności

W przypadku branży motoryzacyjnej, magazynowania energii lub innej kontrolowanej produkcji kupujący mogą potrzebować zarządzania recepturami,-parametrów chronionych hasłem, zliczania cykli, rejestrowania alarmów lub eksportu danych.

Wymaganą wydajność grzewczą, system ciśnieniowy i wymiary oprzyrządowania należy ocenić na podstawie rzeczywistego stosu folii i obszaru klejenia przed wyborem aspawarka dyfuzyjna miedzi.

Na podstawie samej całkowitej grubości miedzi nie można potwierdzić prawidłowej maszyny i procesu.

Wyślij do Haifei specyfikację folii miedzianej, liczbę warstw, wymiary terminali, grubość gotowego produktu, rysunek produktu i cel produkcyjny. Nasi inżynierowie mogą sprawdzić projekt złącza, przygotować-oprzyrządowanie specyficzne dla danego zastosowania i umówić się na próbną próbę spawania, zanim zarekomendują konfigurację maszyny.

Zamów próbny test spawania folii miedzianej