Дифузійне зварювання шин

Шинопроводивсе частіше використовуються в нинішньому новому енергетичному секторі, включаючи такі галузі, як електромобілі, накопичувачі енергії та енергетичні системи. У міру розвитку технологій матеріали для шинопроводів еволюціонували від міді до мідно-нікелевих, мідно-алюмінієвих, алюмінієвих і графенових композитів. Ці збірні шини значною мірою покладаються на формування та зварювання, оскільки їх потрібно з’єднувати з батареями, системами електричного керування та іншими компонентами. Зварювання на кінцях і середніх ділянках має вирішальне значення для цих з'єднань, здифузійне зварюванняє основним методом формування шин.

Типи збірних шинОбладнання для дифузійного зварювання

Існує два основних типи обладнання для дифузійного зварювання шин. Одним з них є контактне дифузійне зварювання, яке безпосередньо нагріває основний матеріал за допомогою сильного струму. Інший — високочастотне дифузійне зварювання, де графіт нагрівається і передає тепло основному матеріалу. Обидва способи нагрівають основний матеріал до певної температури і під високим тиском утворюють твердофазне з'єднання, досягаючи ефекту дифузійного зварювання. Використовуваний метод нагрівання залежить від матеріалу збірної шини.

Контактне дифузійне зварювання

Контактне дифузійне зварювання в основному використовується для мідних шин, оскільки мідь має високу температуру плавлення та провідність. Щоб забезпечити рівномірний нагрів і прискорити процес, використовуються графітові електроди. Верхній і нижній електроди проводять великий струм до мідної шини, нагріваючи її через контактний опір між декількома шарами мідної фольги. Самі графітові електроди також виділяють тепло завдяки своєму високому опору. Це комбіноване нагрівання може підвищити температуру мідної збірної шини до понад 600°C, досягаючи до 1300°C, що дозволяє успішно проводити дифузійне зварювання під високим тиском.

Високочастотне дифузійне зварювання

Високочастотне дифузійне зварювання підходить для алюмінієвих шин, мідно-нікелевих шин, мідно-алюмінієвих шин і композитних шин, таких як комбінація міді та неметалів. Цей метод використовує непрямий нагрів, що робить його ідеальним для зварювання складних матеріалів. Під час високочастотного дифузійного зварювання графіт нагрівається, а потім передає тепло основному матеріалу, температура якого досягає 1200°C. Під високим тиском матеріали утворюють міцне з’єднання.

Дифузійне зварювання різних матеріалів збірних шин

Мідні матеріали порівняно легше піддаються зварюванню завдяки стабільності їх оксидів. Більш товсті мідні шини, такі як ті, що використовуються в системах електропостачання, вимагають контактного дифузійного зварювання через їх високу ефективність нагрівання. Вони можуть мати товщину до 50 мм із зоною зварювання 200x200 мм. Більш тонкі збірні шини, подібні до тих, які використовуються в електромобілях, зазвичай мають товщину 3 мм і площу зварювання 25x50 мм, можуть використовувати опорне або високочастотне дифузійне зварювання.

Алюмінієві збірні шини складніші через температуру плавлення алюмінію (670°C) і набагато вищу температуру плавлення оксиду алюмінію (2000°C). Для алюмінію зазвичай застосовують високочастотне дифузійне зварювання, причому матеріал попередньо очищають від оксидів. Температура дифузії зазвичай встановлюється нижче 600°C.

Мідно-нікелеві збірні шини складаються з кількох шарів мідної фольги з покриттям з нікелевої фольги для стійкості до зносу та корозії. Високочастотне дифузійне зварювання зазвичай використовується для усунення великої різниці в електричному опорі між міддю та нікелем. Композитні збірні шини, такі як мідь у поєднанні з графеном, вимагають високочастотного дифузійного зварювання, щоб точно контролювати процес нагрівання та уникнути пошкодження основних матеріалів під час досягнення дифузії.

Методи тиску при дифузійному зварюванні шинмашина

Для дифузійного зварювання потрібен високий тиск, який можна застосовувати за допомогою повітряно-рідинних прискорювачів, гідравлічних систем або сервосистем. Традиційні методи здебільшого використовують гідравлічні системи для їх стабільної продуктивності та високої сили. Нині сервопресування стає все більш популярним завдяки точному регулюванню тиску та регульованому переміщенню, що забезпечує високу точність розмірів зварного виробу.

Висновок

Це короткий огляд дифузійного зварювання шин. Якщо ви шукаєте правильний метод зварювання шин, ця стаття повинна дати деякі відповіді. З безперервним розвитком зварювальних технологій застосовуються все більш інноваційні технології, щоб відповідати вимогам сучасного суспільства.