Soldagem por Difusão de Barramentos

Barramentossão cada vez mais utilizados no atual novo setor de energia, incluindo indústrias como veículos elétricos, armazenamento de energia e sistemas de energia. À medida que a tecnologia avança, os materiais dos barramentos evoluíram de cobre para compostos de cobre-níquel, cobre-alumínio, alumínio e grafeno. Esses barramentos dependem muito de conformação e soldagem, pois precisam ser conectados a baterias, sistemas de controle elétrico e outros componentes. A soldagem nas extremidades e seções intermediárias é crucial para essas conexões, comsoldagem por difusãosendo o método principal para formação de barramentos.

Tipos de barramentoEquipamento de soldagem por difusão

Existem dois tipos principais de equipamento de soldagem por difusão de barramento. Uma delas é a soldagem por difusão por resistência, que aquece diretamente o material de base por meio de uma alta corrente. A outra é a soldagem por difusão de alta frequência, onde a grafite é aquecida e transfere calor para o material de base. Ambos os métodos aquecem o material base a uma determinada temperatura e, sob alta pressão, formam uma conexão de fase sólida, alcançando o efeito de soldagem por difusão. O método de aquecimento utilizado depende do material do barramento.

Soldagem por Difusão por Resistência

A soldagem por difusão por resistência é usada principalmente para barramentos de cobre, pois o cobre tem alto ponto de fusão e condutividade. Para garantir aquecimento uniforme e acelerar o processo, são utilizados eletrodos de grafite. Os eletrodos superior e inferior conduzem alta corrente para o barramento de cobre, aquecendo-o através da resistência de contato entre múltiplas camadas de folha de cobre. Os próprios eletrodos de grafite também geram calor devido à sua alta resistência. Este aquecimento combinado pode elevar a temperatura do barramento de cobre para mais de 600°C, atingindo até 1300°C, permitindo uma soldagem por difusão bem-sucedida sob alta pressão.

Soldagem por difusão de alta frequência

A soldagem por difusão de alta frequência é adequada para barramentos de alumínio, barramentos de cobre-níquel, barramentos de cobre-alumínio e barramentos compostos, como combinações de cobre e não metálicos. Este método utiliza aquecimento indireto, tornando-o ideal para soldagem de materiais complexos. Na soldagem por difusão de alta frequência, o grafite é aquecido e depois transfere o calor para o material base, com temperaturas que chegam a 1200°C. Sob alta pressão, os materiais formam uma conexão sólida.

Soldagem por difusão de diferentes materiais de barramentos

Os materiais de cobre são relativamente mais fáceis de soldar devido à estabilidade dos seus óxidos. Barramentos de cobre mais espessos, como aqueles usados ​​em sistemas de energia, requerem soldagem por difusão por resistência devido à sua alta eficiência de aquecimento. Podem ter até 50 mm de espessura com uma área de soldagem de 200x200 mm. Barramentos mais finos, como aqueles usados ​​em veículos elétricos, normalmente com 3 mm de espessura e área de soldagem de 25x50 mm, podem usar soldagem por resistência ou por difusão de alta frequência.

Os barramentos de alumínio são mais desafiadores devido ao ponto de fusão do alumínio (670°C) e ao ponto de fusão muito mais alto do óxido de alumínio (2.000°C). Para o alumínio, geralmente é empregada a soldagem por difusão de alta frequência, com o material previamente limpo para remover óxidos. A temperatura de difusão é normalmente ajustada abaixo de 600°C.

Os barramentos de cobre-níquel consistem em múltiplas camadas de folha de cobre com revestimento de folha de níquel para resistência ao desgaste e à corrosão. A soldagem por difusão de alta frequência é comumente usada para lidar com a grande diferença na resistência elétrica entre o cobre e o níquel. Barramentos compostos, como cobre combinado com grafeno, requerem soldagem por difusão de alta frequência para controlar com precisão o processo de aquecimento e evitar danos aos materiais de base enquanto atingem a difusão.

Métodos de pressão na soldagem por difusão de barramentosMáquina

A soldagem por difusão requer alta pressão, que pode ser aplicada usando boosters ar-líquido, sistemas hidráulicos ou servossistemas. Os métodos tradicionais utilizam principalmente sistemas hidráulicos pela sua produção estável e alta força. Atualmente, a servoprensagem é cada vez mais popular por seu controle preciso de pressão e deslocamento ajustável, garantindo alta precisão nas dimensões do produto soldado.

Conclusão

Esta é uma breve visão geral da soldagem por difusão de barramentos. Se você está procurando o método correto de soldagem para barramentos, este artigo deve fornecer algumas respostas. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de soldagem, técnicas mais inovadoras estão sendo adotadas para atender às demandas da sociedade moderna.