Шинопроводывсе чаще используются в нынешнем новом энергетическом секторе, включая такие отрасли, как электромобили, накопление энергии и энергетические системы. По мере развития технологий материалы для шин менялись от меди к композитам медь-никель, медь-алюминий, алюминий и графен. Эти шины в значительной степени зависят от формовки и сварки, поскольку их необходимо соединять с батареями, электрическими системами управления и другими компонентами. Для этих соединений решающее значение имеет сварка на концах и средних участках.диффузионная сваркаявляется основным методом формирования шин.
Типы шинопроводовОборудование для диффузионной сварки
Существует два основных типа оборудования для диффузионной сварки шин. Одним из них является контактная диффузионная сварка, при которой основной материал нагревается напрямую посредством сильного тока. Другой вариант — высокочастотная диффузионная сварка, при которой графит нагревается и передает тепло основному материалу. Оба метода нагревают основной материал до определенной температуры и под высоким давлением образуют твердофазное соединение, добиваясь эффекта диффузионной сварки. Используемый метод нагрева зависит от материала шины.
Контактная диффузионная сварка
Контактная диффузионная сварка в основном используется для медных шин, поскольку медь имеет высокую температуру плавления и проводимость. Для обеспечения равномерного нагрева и ускорения процесса используются графитовые электроды. Верхний и нижний электроды проводят большой ток к медной шине, нагревая ее за счет контактного сопротивления между несколькими слоями медной фольги. Сами графитовые электроды также выделяют тепло из-за своего высокого сопротивления. Этот комбинированный нагрев может повысить температуру медной шины более чем до 600°C, достигая 1300°C, что позволяет успешно проводить диффузионную сварку под высоким давлением.
Высокочастотная диффузионная сварка
Высокочастотная диффузионная сварка подходит для алюминиевых шин, медно-никелевых шин, медно-алюминиевых шин и композитных шин, таких как комбинации меди и неметаллов. В этом методе используется непрямой нагрев, что делает его идеальным для сварки сложных материалов. При высокочастотной диффузионной сварке графит нагревается, а затем передает тепло основному материалу, температура которого достигает 1200°C. Под высоким давлением материалы образуют прочное соединение.
Диффузионная сварка различных материалов шинопроводов
Медные материалы относительно легче сваривать из-за стабильности их оксидов. Более толстые медные шины, например, используемые в энергосистемах, требуют контактной диффузионной сварки из-за ее высокой эффективности нагрева. Они могут иметь толщину до 50 мм с площадью сварки 200x200 мм. В более тонких шинах, таких как те, что используются в электромобилях, обычно толщиной 3 мм и площадью сварки 25x50 мм, можно использовать либо контактную, либо высокочастотную диффузионную сварку.
Алюминиевые шины представляют собой более сложную задачу из-за температуры плавления алюминия (670°C) и гораздо более высокой температуры плавления оксида алюминия (2000°C). Для алюминия обычно применяют высокочастотную диффузионную сварку, предварительно очищая материал от оксидов. Температура диффузии обычно устанавливается ниже 600°C.
Медно-никелевые шины состоят из нескольких слоев медной фольги с покрытием из никелевой фольги для защиты от износа и коррозии. Высокочастотная диффузионная сварка обычно используется для устранения большой разницы в электрическом сопротивлении меди и никеля. Композитные шины, такие как медь в сочетании с графеном, требуют высокочастотной диффузионной сварки, чтобы точно контролировать процесс нагрева и избежать повреждения основных материалов при достижении диффузии.
Методы давления при диффузионной сварке шинМашина
Диффузионная сварка требует высокого давления, которое можно применять с помощью воздушно-жидкостных усилителей, гидравлических систем или сервосистем. Традиционные методы в основном используют гидравлические системы из-за их стабильной производительности и высокой силы. В настоящее время сервопрессование становится все более популярным благодаря точному контролю давления и регулируемому смещению, что обеспечивает высокую точность размеров свариваемого изделия.
Заключение
Это краткий обзор диффузионной сварки шин. Если вы ищете правильный метод сварки шин, эта статья должна дать некоторые ответы. С постоянным развитием сварочных технологий внедряются все более инновационные методы, отвечающие требованиям современного общества.
Время публикации: 20 сентября 2024 г.
