Saldatura per diffusione di sbarre

Sbarresono sempre più utilizzati nell’attuale nuovo settore energetico, compresi settori come i veicoli elettrici, lo stoccaggio dell’energia e i sistemi di alimentazione. Con l'avanzare della tecnologia, i materiali delle sbarre collettrici si sono evoluti dal rame ai compositi rame-nichel, rame-alluminio, alluminio e grafene. Queste sbarre collettrici fanno molto affidamento sulla formatura e sulla saldatura, poiché devono essere collegate a batterie, sistemi di controllo elettrico e altri componenti. La saldatura alle estremità e alle sezioni centrali è fondamentale per queste connessioni, consaldatura per diffusioneessendo il metodo principale per la formazione delle sbarre collettrici.

Tipi di sbarreAttrezzature per saldatura a diffusione

Esistono due tipi principali di apparecchiature per la saldatura a diffusione di sbarre collettrici. Una è la saldatura per diffusione a resistenza, che riscalda direttamente il materiale di base attraverso una corrente elevata. L'altra è la saldatura per diffusione ad alta frequenza, in cui la grafite viene riscaldata e trasferisce il calore al materiale di base. Entrambi i metodi riscaldano il materiale di base a una determinata temperatura e, sotto alta pressione, formano una connessione in fase solida, ottenendo l'effetto di saldatura per diffusione. Il metodo di riscaldamento utilizzato dipende dal materiale della sbarra collettrice.

Saldatura per diffusione di resistenza

La saldatura per diffusione a resistenza viene utilizzata principalmente per le sbarre collettrici in rame, poiché il rame ha un punto di fusione e una conduttività elevati. Per garantire un riscaldamento uniforme e accelerare il processo, vengono utilizzati elettrodi di grafite. Gli elettrodi superiore e inferiore conducono corrente elevata alla barra collettrice di rame, riscaldandola attraverso la resistenza di contatto tra più strati di lamina di rame. Anche gli elettrodi di grafite stessi generano calore a causa della loro elevata resistenza. Questo riscaldamento combinato può aumentare la temperatura della sbarra collettrice di rame a oltre 600°C, raggiungendo fino a 1300°C, consentendo una saldatura per diffusione di successo ad alta pressione.

Saldatura per diffusione ad alta frequenza

La saldatura per diffusione ad alta frequenza è adatta per sbarre collettrici in alluminio, sbarre collettrici in rame-nichel, sbarre collettrici in rame-alluminio e sbarre collettrici composite come combinazioni di rame e non metallici. Questo metodo utilizza il riscaldamento indiretto, rendendolo ideale per la saldatura di materiali complessi. Nella saldatura per diffusione ad alta frequenza, la grafite viene riscaldata e poi trasferisce il calore al materiale di base, con temperature che arrivano fino a 1200°C. Sotto alta pressione, i materiali formano una connessione solida.

Saldatura per diffusione di diversi materiali per sbarre collettrici

I materiali in rame sono relativamente più facili da saldare grazie alla stabilità dei loro ossidi. Le sbarre di rame più spesse, come quelle utilizzate nei sistemi di alimentazione, richiedono la saldatura per diffusione a resistenza a causa della loro elevata efficienza di riscaldamento. Questi possono avere uno spessore massimo di 50 mm con un'area di saldatura di 200x200 mm. Le sbarre più sottili, come quelle utilizzate nei veicoli elettrici, in genere spesse 3 mm con un'area di saldatura di 25x50 mm, possono utilizzare la saldatura a resistenza o per diffusione ad alta frequenza.

Le sbarre collettrici in alluminio sono più impegnative a causa del punto di fusione dell'alluminio (670°C) e del punto di fusione molto più elevato dell'ossido di alluminio (2000°C). Per l'alluminio si utilizza solitamente la saldatura per diffusione ad alta frequenza, previa pulizia del materiale per eliminare gli ossidi. La temperatura di diffusione è generalmente impostata al di sotto di 600°C.

Le sbarre collettrici in rame-nichel sono costituite da più strati di lamina di rame con un rivestimento in lamina di nichel per resistere all'usura e alla corrosione. La saldatura per diffusione ad alta frequenza è comunemente utilizzata per gestire la grande differenza di resistenza elettrica tra rame e nichel. Le sbarre collettrici composite, come il rame combinato con il grafene, richiedono la saldatura per diffusione ad alta frequenza per controllare con precisione il processo di riscaldamento ed evitare di danneggiare i materiali di base durante il raggiungimento della diffusione.

Metodi di pressione nella saldatura per diffusione di sbarre collettriciMacchina

La saldatura per diffusione richiede alta pressione, che può essere applicata utilizzando booster aria-liquido, sistemi idraulici o servosistemi. I metodi tradizionali utilizzano principalmente sistemi idraulici per la loro resa stabile e la forza elevata. Al giorno d'oggi, la servopressatura è sempre più apprezzata per il suo controllo preciso della pressione e lo spostamento regolabile, garantendo un'elevata precisione nelle dimensioni del prodotto saldato.

Conclusione

Questa è una breve panoramica della saldatura per diffusione delle sbarre collettrici. Se stai cercando il metodo di saldatura giusto per le sbarre collettrici, questo articolo dovrebbe fornire alcune risposte. Con il continuo sviluppo della tecnologia di saldatura, vengono adottate tecniche sempre più innovative per soddisfare le esigenze della società moderna.