مقدمه
با تغییر صنایع به سمت برق‌سازی، تقاضا برایشینه های مسی قابل انعطاف-با عملکرد بالابه رشد خود ادامه می دهد. چه دربسته‌های باتری EV، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر یا مراکز دادهمهندسان برای انتقال توان کارآمد و قابل اعتماد به شینه ها متکی هستند. اما چالش واقعی در این است که چگونه این هادی های مسی چند لایه بدون از دست دادن رسانایی یا استحکام ساختاری به یکدیگر متصل می شوند.
راه حل این استجوشکاری انتشاری، یک فرآیند حالت جامد- که اتصالات بسیار بادوام را در سطح اتمی تشکیل می دهد. در این مقاله به بررسی می پردازیمنحوه عملکرد جوش انتشار برای شینه های مسی انعطاف پذیر، چرا نسبت به سایر روش های اتصال برتری دارد و مهندسان باید در مورد این فرآیند بدانند.
چه چیزی شینه های مسی انعطاف پذیر را خاص می کند؟
شینه‌های مسی انعطاف‌پذیر برای کاربردهایی طراحی شده‌اند که هر دو مورد استفاده قرار می‌گیرندچگالی جریان بالاوانعطاف مکانیکیمورد نیاز هستند. مزایای آنها عبارتند از:
- جذب ارتعاش و انبساط حرارتیدر EV و سیستم های هوافضا
- کاهش فضای نصبدر مقایسه با شینه های صلب
- کاهش مقاومت الکتریکیبه دلیل-مس خلوص بالا
- افزایش قابلیت اطمیناندر محیط‌های-با ولتاژ بالا،-درجه حرارت بالا
اما برای عملکرد بهینه این شینه‌ها، لایه‌های چند لایه یا بافته آنها باید با فرآیندی به هم متصل شوند که تضمین کندهدایت یکنواختودوام مکانیکی-این جایی است که جوشکاری انتشار وارد می‌شود.
علم جوشکاری انتشار
جوشکاری انتشار بر اساس یک اصل ساده کار می کند:
- سطوح در تماس نزدیک قرار می گیرندتحت فشار
- حرارت اعمال می شودمعمولاً زیر نقطه ذوب مس است.
- اتم ها در سطح در سراسر مرزها پخش می شوند، تشکیل یک پیوند حالت جامد-.
برخلاف جوشکاری قوس الکتریکی یا لحیم کاری، هیچ ماده پرکننده، ذوب و حداقل خطر تخلخل یا اکسیداسیون وجود ندارد. نتیجه یک استمفصل بدون درزبا رسانایی تقریباً مشابه مس پایه.
مراحل فرآیند درجوشکاری انتشار برای شینه های مسی
آماده سازی سطح
- تمیز کردن سطوح مسی برای حذف اکسیدها، روغن ها و آلاینده ها.
- ماشینکاری یا فشار دادن دقیق سطوح تماس صاف را تضمین می کند.
تراز و تثبیت
- لایه های شینه در تراز دقیق بسته می شوند.
- فیکسچرها فشار یکنواخت را در طول جوشکاری حفظ می کنند.
کاربرد گرما
- گرمایش کنترل شده مس را به دمای انتشار{0} می رساند (معمولاً 500 تا 800 درجه، زیر نقطه ذوب).
- ماشین های پیشرفته پایداری حرارتی را برای اتصال یکنواخت حفظ می کنند.
کاربرد فشار
- فشار هیدرولیک یا سروو{0}}کنترل شده سطوح را به هم فشار می دهد.
- فشار، تماس اتمی نزدیک را برای انتشار تضمین می کند.
خنک کننده و جامد-پیوند حالت
- مفصل تحت شرایط کنترل شده خنک می شود.
- پیوند نهایی نزدیک به-والد-استحکام و رسانایی فلز را نشان می‌دهد.
چرا جوش انتشاری برای شینه های مسی ایده آل است؟
- رسانایی الکتریکی عالی- مقاومت مفصلی تقریباً صفر
- پیوند مکانیکی قوی- کنترل لرزش و استرس مکانیکی
- ماندگاری- مقاوم در برابر خستگی و چرخه حرارتی.
- Clean Finish– بدون مواد پرکننده یا درز خارجی.
- سازگاری- برایباسبارهای چند لایه چند لایهو همچنین هادی های مسی بافته شده.
جوش انتشار در مقابل سایر روش های اتصال
| روش | رسانایی | قدرت | نقص | برنامه های کاربردی |
|---|---|---|---|---|
| جوشکاری انتشار | ★★★★★ | ★★★★★ | حداقل | EV، هوافضا، ذخیره انرژی |
| جوشکاری مقاومتی | ★★★★☆ | ★★★★☆ | پاشش احتمالی | پیوستن شینه عمومی |
| جوشکاری اولتراسونیک | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | اندازه محدود | دسته سیم |
| لحیم کاری / لحیم کاری | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | خطر اکسیداسیون بالا | استفاده‌های کنونی کم- |
بدیهی است که جوشکاری نفوذی در آن برجسته استقابلیت اطمینان-جریان بالا،-بالابرنامه های کاربردی
کاربرد در صنایع مدرن
- وسایل نقلیه الکتریکی (EV):شینه های باتری، اتصالات موتور، مبدل های DC-DC.
- انرژی های تجدیدپذیر:اینورترهای خورشیدی، کنترل کننده های توربین بادی.
- مراکز داده:توزیع مقاومت کم-برای سرورهای{1}تقاضا بالا.
- هوافضا:سیستم‌های برق ضد لرزش{0} سبک وزن.
- تجهیزات برق صنعتی:کلید، ترانسفورماتورها،-رله‌های جریان بالا.
چالش ها درشینه های مسی جوشکاری انتشار
در حالی که مهندسان بسیار مؤثر هستند، باید به موارد زیر توجه کنند:
- خطر اکسیداسیون:به محیط های کنترل شده یا محافظ گاز بی اثر نیاز دارد.
- الزامات دقت بالا:آماده سازی و تراز کردن سطح بسیار مهم است.
- هزینه های تجهیزات:دستگاه‌های جوشکاری انتشار پیشرفته در ابتدا گران‌تر هستند، اگرچه در درازمدت مقرون به صرفه هستند.
نتیجه گیری
جوشکاری انتشار برای شینه های مسی انعطاف پذیریک فناوری سنگ بنای است که امکان برق رسانی به حمل و نقل، نیروی تجدیدپذیر و سیستم های صنعتی پیشرفته را فراهم می کند. با اطمینان از مفاصل که هستنداز نظر الکتریکی کارآمد، از نظر مکانیکی قوی و در شرایط سخت بادوام است، این فرآیند به روش ترجیحی برای مهندسان در سراسر جهان تبدیل شده است.
برای سازندگانی که قصد رقابت در بازارهای EV، ذخیره‌سازی انرژی، یا هوافضا را دارند، اتخاذ کننددستگاه های جوشکاری انتشاردیگر یک گزینه نیست-این یک ضرورت است.
