Soldadura por difusión de barras colectoras

Barras colectorasse utilizan cada vez más en el nuevo sector energético actual, incluidas industrias como vehículos eléctricos, almacenamiento de energía y sistemas de energía. A medida que avanza la tecnología, los materiales de las barras colectoras han evolucionado desde cobre hasta compuestos de cobre-níquel, cobre-aluminio, aluminio y grafeno. Estas barras colectoras dependen en gran medida del conformado y la soldadura, ya que necesitan conectarse con baterías, sistemas de control eléctrico y otros componentes. La soldadura en los extremos y en las secciones intermedias es crucial para estas conexiones, consoldadura por difusiónsiendo el método principal para la formación de barras colectoras.

Tipos de barra colectoraEquipos de soldadura por difusión

Hay dos tipos principales de equipos de soldadura por difusión de barras colectoras. Una es la soldadura por difusión por resistencia, que calienta directamente el material base mediante una corriente elevada. La otra es la soldadura por difusión de alta frecuencia, donde el grafito se calienta y transfiere calor al material base. Ambos métodos calientan el material base a una determinada temperatura y, bajo alta presión, forman una conexión de fase sólida, logrando el efecto de soldadura por difusión. El método de calentamiento utilizado depende del material de la barra colectora.

Soldadura por difusión por resistencia

La soldadura por difusión por resistencia se utiliza principalmente para barras colectoras de cobre, ya que el cobre tiene un alto punto de fusión y conductividad. Para garantizar un calentamiento uniforme y acelerar el proceso, se utilizan electrodos de grafito. Los electrodos superior e inferior conducen alta corriente a la barra colectora de cobre, calentándola a través de la resistencia de contacto entre múltiples capas de lámina de cobre. Los propios electrodos de grafito también generan calor debido a su alta resistencia. Este calentamiento combinado puede elevar la temperatura de la barra colectora de cobre a más de 600 °C, alcanzando hasta 1300 °C, lo que permite una soldadura por difusión exitosa a alta presión.

Soldadura por difusión de alta frecuencia

La soldadura por difusión de alta frecuencia es adecuada para barras colectoras de aluminio, barras colectoras de cobre-níquel, barras colectoras de cobre-aluminio y barras colectoras compuestas como combinaciones de cobre y no metales. Este método utiliza calentamiento indirecto, lo que lo hace ideal para soldar materiales complejos. En la soldadura por difusión de alta frecuencia, el grafito se calienta y luego transfiere el calor al material base, con temperaturas que alcanzan hasta 1200°C. Bajo alta presión, los materiales forman una conexión sólida.

Soldadura por difusión de diferentes materiales de barras colectoras

Los materiales de cobre son relativamente más fáciles de soldar debido a la estabilidad de sus óxidos. Las barras colectoras de cobre más gruesas, como las utilizadas en sistemas de energía, requieren soldadura por difusión por resistencia debido a su alta eficiencia de calentamiento. Pueden tener un grosor de hasta 50 mm con un área de soldadura de 200 x 200 mm. Las barras colectoras más delgadas, como las que se utilizan en vehículos eléctricos, normalmente de 3 mm de espesor con un área de soldadura de 25 x 50 mm, pueden utilizar soldadura por resistencia o por difusión de alta frecuencia.

Las barras colectoras de aluminio son más desafiantes debido al punto de fusión del aluminio (670 °C) y al punto de fusión mucho más alto del óxido de aluminio (2000 °C). Para el aluminio se suele emplear la soldadura por difusión de alta frecuencia, limpiando previamente el material para eliminar los óxidos. La temperatura de difusión normalmente se establece por debajo de 600 °C.

Las barras colectoras de cobre y níquel constan de múltiples capas de lámina de cobre con un revestimiento de lámina de níquel para resistir el desgaste y la corrosión. La soldadura por difusión de alta frecuencia se usa comúnmente para manejar la gran diferencia de resistencia eléctrica entre el cobre y el níquel. Las barras colectoras compuestas, como el cobre combinado con grafeno, requieren soldadura por difusión de alta frecuencia para controlar con precisión el proceso de calentamiento y evitar dañar los materiales base mientras se logra la difusión.

Métodos de presión en la soldadura por difusión de barras colectorasMáquina

La soldadura por difusión requiere alta presión, que se puede aplicar mediante impulsores de aire-líquido, sistemas hidráulicos o servosistemas. Los métodos tradicionales utilizan principalmente sistemas hidráulicos por su rendimiento estable y gran fuerza. Hoy en día, el servoprensado es cada vez más popular por su control preciso de la presión y su desplazamiento ajustable, asegurando una alta precisión en las dimensiones del producto soldado.

Conclusión

Esta es una breve descripción general de la soldadura por difusión de barras colectoras. Si está buscando el método de soldadura adecuado para barras colectoras, este artículo debería proporcionarle algunas respuestas. Con el continuo desarrollo de la tecnología de soldadura, se están adoptando técnicas más innovadoras para satisfacer las demandas de la sociedad moderna.