Barres flexibles de làmina de courenormalment es produeixen tallant làmines fines de coure a la mida, apilant i alineant el nombre necessari de capes, netejant les superfícies d'unió i col·locant els dos extrems en eines-construïdes específicament. A continuació, s'aplica calor i pressió controlades per consolidar les capes de làmines en extrems terminals compactes, mentre que la secció mitjana roman sense unir i flexible.
Després de l'escalfament, l'àrea unida es refreda normalment a pressió abans de retirar la barra colectora per tallar, perforar, tractar la superfície i inspeccionar-la. El resultat final depèn no només de la temperatura, sinó del control combinat de l'estat de la làmina, l'àrea d'enllaç, la distribució de la pressió, el temps d'escalfament, la planitud de l'eina i l'estabilitat de refrigeració.
No hi ha cap programa de soldadura únic adequat per a cada barra flexible. Un procés desenvolupat per a vint capes de làmina de 0,10 mm no es pot aplicar automàticament a deu capes de làmina de 0,20 mm, fins i tot quan el gruix total de la pila sigui el mateix.
Què és una barra de bus flexible de làmina de coure?
Una barra flexible de làmina de coure és un component-que transporta corrent fet de diverses capes de làmina de coure prima. Els dos extrems es consoliden en zones terminals relativament rígides, mentre que el centre roman laminat i flexible.
Aquesta combinació permet que la barra colectora condueixi un corrent elevat mentre s'adapta a:
- Vibració durant el funcionament de l'equip;
- Expansió i contracció tèrmica;
- Toleràncies de muntatge;
- Moviment entre components connectats;
- Estrès mecànic causat per la instal·lació;
- Lleu desalineació entre els terminals elèctrics.
Les barres de coure flexibles s'utilitzen habitualment en paquets de bateries de vehicles elèctrics, sistemes d'emmagatzematge d'energia, aparells de commutació, transformadors, armaris de distribució d'energia, equips de càrrega i altres conjunts elèctrics d'alta corrent-.
Els extrems units es poden perforar, perforar, xapar o connectar-se posteriorment a altres conductors. La secció mitjana sense unir ha de conservar la longitud flexible efectiva especificada al dibuix del producte.
Per què s'utilitzen diverses làmines primes en lloc d'una barra de coure sòlida?
Una barra de coure sòlida pot transportar el corrent de manera eficaç, però no pot absorbir fàcilment la vibració o el moviment relatiu entre components. Dividir el mateix gruix del conductor en múltiples capes primes augmenta la flexibilitat en la direcció requerida.
Tanmateix, les capes de làmines soltes no es poden cargolar o instal·lar de manera fiable sense formar zones terminals estables. La soldadura per difusió de làmines de coure s'utilitza per consolidar els extrems perquè es puguin mecanitzar i connectar tot conservant l'estructura en capes al mig.
Per què s'utilitza la soldadura per difusió per a làmines de coure laminat?
La soldadura per difusió és un procés d'unió en estat sòlid-en què la calor i la pressió posen les superfícies metàl·liques preparades en contacte prou proper perquè es desenvolupi un enllaç a través de les interfícies. En la unió de difusió clàssica, no es requereix cap metall d'aportació, i les condicions de la superfície, la planitud, la temperatura, la pressió i el temps són variables importants del procés. Aquest principi general també es descriu a la guia tècnica publicada per TWI sobre l'enllaç per difusió.
A la indústria de barres flexibles, els termes "soldadura per difusió de làmines de coure" i "soldadura per difusió d'alt-polímer" s'utilitzen sovint per a un procés assistit per pressió-escalfat elèctricament que empra eines de grafit. Aquest mètode de producció no s'ha de tractar automàticament com a idèntic a l'enllaç per difusió del forn de-cicle llarg-. El mètode d'escalfament, l'atmosfera, el temps de cicle i el comportament de la interfície poden diferir.
Per als compradors, la pregunta més important no és, doncs, com es diu el procés, sinó si pot produir de manera coherent el requerit:
- Àrea vinculada;
- Gruix terminal acabat;
- Resistència mecànica;
- Resistència conjunta;
- Tolerància dimensional;
- Estat de la superfície;
- Repetibilitat de lot-a-lot.
Normalment no es requereix cap metall de farciment addicional
Per a les barres de làmina de coure multicapa ordinàries, els extrems de la làmina normalment es poden consolidar sense soldadura ni farciment de soldadura. Això ajuda a evitar la introducció d'un material de farciment amb diferents característiques elèctriques, mecàniques o tèrmiques.
Quan el material de coure, la preparació de la superfície, les eines i el programa de soldadura es controlen correctament, el procés pot produir un terminal compacte amb una resistència de conjunt baixa i repetible en condicions de prova definides.
Es conserva el Centre Flexible
L'objectiu no és unir tota la barra colectora. Només les zones terminals dissenyades es col·loquen dins de la zona principal de calefacció i pressió. La secció mitjana roman sense unir-se de manera que el component acabat pugui absorbir la vibració i el moviment d'instal·lació.
Si l'àrea escalfada s'estén massa cap al centre, la longitud flexible efectiva es pot reduir. Per tant, les dimensions de l'eina i el posicionament de la peça han de seguir el dibuix de la barra colectora en lloc de basar-se en una estimació visual.
Procés de soldadura per difusió de barres flexibles de làmines de coure
Tot i que les configuracions de la màquina varien, una típica barra flexible de làmina de coure passa per sis etapes principals.
1. Confirmeu les especificacions de la làmina i de la barra colectora acabada
El desenvolupament del procés comença amb el producte, no amb la màquina. El fabricant hauria de confirmar la informació següent abans de seleccionar l'eina o establir un programa de soldadura:
- Grau de coure i estat del material;
- Gruix individual de la làmina;
- Nombre de capes de làmina;
- amplada de la làmina;
- gruix total de la pila;
- Longitud total del producte;
- Longitud i amplada d'unió a cada extrem;
- Gruix terminal necessari després de la soldadura;
- Requisits de posició i mecanitzat del forat;
- Requisits de revestiment o de tractament{0}}de superfícies;
- Criteris d'acceptació mecànics i elèctrics.
Dues piles amb el mateix gruix total poden comportar-se de manera diferent. Per exemple, vint capes de làmina de 0,10 mm contenen més interfícies que deu capes de làmina de 0,20 mm. Poden diferir en l'estat de la superfície, el contacte entre capes, el comportament d'escalfament i la resistència al lliscament durant la compressió.
El gruix del terminal acabat requerit també és important. Influeix en l'espai lliure de les eines, el control de compressió i la quantitat acceptable de deformació del material.
2. Talla, alinea i neteja les làmines de coure
Les làmines es tallen a la longitud especificada i es disposen en la seqüència de capes requerida. Els extrems s'han d'alinear amb una referència repetible de manera que es cobreixi tota l'àrea objectiu durant l'escalfament i la compressió.
Abans d'apilar, l'operador ha de comprovar si:
- variació de longitud;
- Rebaves de vora;
- Arrugues o plecs;
- Esgarrapades superficials;
- Oli o residus de processament;
- Oxidació visible;
- Partícules entre capes;
- Orientació incorrecta de la làmina.
Una superfície d'aspecte-brillant no és necessàriament una superfície d'unió neta. Els olis, les empremtes dactilars, la pols i les pel·lícules primes d'òxid encara poden interferir amb el contacte entre capes.
El mètode de neteja seleccionat ha de ser compatible amb el gruix de la làmina i els requisits de producció. Un tractament mecànic agressiu pot deformar una làmina fina o crear variacions dimensionals. Després de la neteja, les làmines s'han de mantenir secs, protegides de la contaminació i carregades a l'eina dins d'un període controlat.
3. Apilar i col·locar les làmines a l'eina
La pila de paper d'alumini preparada es col·loca en eines de grafit o en un altre conjunt d'escalfament i subjecció específics de l'aplicació-. Les parades mecàniques o les funcions de localització haurien de controlar la posició del producte, la longitud d'unió i l'alineació de la làmina.
La configuració ha de garantir que:
- L'àrea terminal completa es troba dins de la zona de calefacció efectiva;
- Les superfícies d'eines superior i inferior són paral·leles;
- La pila de paper d'alumini està suportada sense arrugues;
- No hi ha cap material estrany atrapat entre les capes;
- La secció flexible no lligada roman fora de la zona d'unió principal;
- La peça no pot lliscar significativament durant la compressió.
Per a barres amples o grans àrees d'enllaç, la planitud de l'eina i la distribució de la pressió poden ser més importants que simplement augmentar la força de la màquina indicada. Un cilindre elevat o una lectura hidràulica no garanteix que la pressió arribi a totes les parts de la pila de paper de manera uniforme.
Les superfícies de grafit desgastades, esquerdades o desiguals poden crear zones amb pressió insuficient, contacte elèctric inestable o distribució desigual de la calor.
4. Aplicar calor i pressió controlades
Després del posicionament, la màquina aplica pressió per reduir els buits entre les capes de làmina de coure i estabilitzar la pila. Després s'introdueix calor segons el disseny de la màquina. En molts sistemes de barres flexibles, la calefacció per resistència elèctrica i les eines de grafit s'utilitzen per transferir calor a l'àrea objectiu.
La temperatura, la pressió i el temps s'han de tractar com una finestra de procés d'interacció.
La calor o el temps de retenció insuficients poden deixar algunes interfícies unides incompletes. L'escalfament excessiu pot augmentar l'oxidació, la decoloració, el consum d'eines o la deformació terminal. De la mateixa manera, una pressió insuficient pot provocar una delaminació, mentre que una pressió excessiva o mal controlada pot provocar l'extrusió de la làmina o un gruix acabat incorrecte.
El programa de calefacció efectiu pot estar influenciat per:
- Gruix de la làmina i recompte de capes;
- Grau de coure i estat del material;
- Longitud i amplada d'enllaç;
- Massa total escalfada;
- Dimensions de l'eina;
- Estat del grafit;
- Taxa de calefacció;
- Força aplicada i àrea de contacte real;
- Compressió terminal necessària;
- Condicions de refrigeració.
Per aquest motiu, no s'ha d'utilitzar un valor de temperatura pres d'una altra màquina o d'una altra barra com a configuració automàtica de producció.
Durant les proves de mostres de HAIFEI, el calendari del procés inicial es desenvolupa al voltant de la pila de paper d'alumini real del client, les dimensions d'unió, l'àrea de contacte de l'eina i els requisits del-terminal acabat. A continuació, es comproven els resultats de les proves abans que es confirmin els paràmetres de producció.
5. Refredar l'extrem unit sota pressió
Quan acaba l'etapa d'escalfament, la peça no s'ha d'alliberar necessàriament immediatament. Mantenir una pressió controlada durant l'etapa de refrigeració inicial ajuda a estabilitzar la forma del terminal i reduir el retorn elàstic entre capes.
El refredament sota pressió pot suportar:
- Gruix terminal més consistent;
- Moviment reduït de la pila de paper d'alumini;
- Millor estabilitat dimensional;
- Menor risc de distorsió durant la descàrrega;
- Resultats més repetibles entre cicles.
El sistema de refrigeració també afecta la producció contínua. Si la temperatura de l'aigua de refrigeració-o el cabal canvia a mesura que la màquina funciona, la condició d'inici tèrmica dels cicles posteriors pot ser diferent de la de la primera mostra.
Per tant, els fabricants haurien de registrar les condicions de refrigeració rellevants durant la validació del procés, especialment quan l'objectiu de producció requereix soldadura repetida durant un torn prolongat.
6. Traieu, acabeu i inspeccioneu la barra colectora
Després que el terminal s'hagi refredat prou, la peça es retira de l'eina. Segons el dibuix i el pla de producció, les operacions posteriors poden incloure:
- retall de vores;
- Perforar o perforar forats de muntatge;
- Desbarbat;
- polit;
- neteja de superfícies;
- fixació de làmina de níquel;
- estanyat o niquelat;
- Instal·lació d'aïllament;
- Inspecció dimensional;
- Assajos mecànics i elèctrics.
La soldadura i l'acabat aigües avall s'han de tractar com a etapes de producció connectades però separades. Una màquina de soldadura per difusió no realitza automàticament el punxonat, el xapat o l'aïllament tret que aquests processos s'hagin inclòs en una cèl·lula de producció personalitzada.
Factors clau que afecten la qualitat de la soldadura per difusió de làmines de coure
La qualitat de la soldadura de làmines de coure està controlada pel procés complet en lloc d'un paràmetre principal.
| Factor de procés | Possible resultat si no es controla | Què cal comprovar primer |
|---|---|---|
| Estat de la superfície de la làmina | Delaminació local o força variable | Oli, oxidació, partícules i emmagatzematge després de la neteja |
| Alineació de làmina | Vores irregulars o unió incompleta | Tolerància de tall i referència d'apilament |
| Temps i temperatura de calefacció | Subadherència, oxidació o deformació excessiva | Uniformitat de la calefacció, velocitat i període de manteniment |
| Distribució de la pressió | Un costat s'uneix mentre l'altre es separa | Paral·lelisme de les eines, posició de la peça i àrea de contacte |
| Estat de les eines de grafit | Variació local de calor o pressió | Planitud, desgast, esquerdes i residus superficials |
| Acabat-control de gruix | Terminal massa gruixut, massa prim o inconsistent | L'espai lliure de l'eina, la compressió i la tolerància a la pila |
| Condicions de refrigeració | Variació dimensional o de lot | Temperatura de l'aigua, cabal i interval de producció |
| Consistencia de coure entrant | Els resultats del procés canvien entre lots | Grau del material, duresa i tolerància{0}}de gruix de làmina |
Per què la pressió de la màquina sola no explica el resultat
Una màquina pot mostrar la pressió del cilindre, la pressió hidràulica o la força total, però les interfícies de làmina responen a la pressió distribuïda per l'àrea d'enllaç real.
La mateixa força de màquina aplicada a dues àrees d'enllaç diferents no crea la mateixa condició d'interfície. La deflexió de les eines, la desalineació i el desgast local poden canviar encara més la distribució de la pressió.
Quan una mostra s'uneix per un costat però es separa per l'altre, augmentar la pressió de la màquina no hauria de ser la primera resposta automàtica. Primer s'han d'inspeccionar el paral·lelisme de les eines, l'estat del grafit, l'alineació de la làmina i la posició de la peça.
Per què s'han de bloquejar els paràmetres de producció després de la validació
Un cop s'ha produït una mostra acceptable, s'ha de documentar el procés aprovat. El registre pot incloure:
Número de programa de la màquina;
- Etapes i durada de la calefacció;
- Força aplicada o configuració de pressió;
- Identificació d'eines;
- Temps de refredament;
- Material i lot de coure;
- Dimensions del terminal acabat;
- resultats de la inspecció;
- Operador i data de producció.
El control de paràmetres ajuda a distingir un problema de màquina dels canvis de material, eines, preparació o càrrega.
Defectes comuns i què cal comprovar primer
| Problema observat | Possibles causes | Primeres comprovacions |
|---|---|---|
| Les capes de làmina se separen després de la soldadura | Contaminació, calor insuficient, pressió insuficient o temps de retenció curt | Preparació de la superfície i estat de calefacció real |
| Un costat s'enllaça i l'altre no | Pressió desigual, eines inclinades o càrrega descentrada- | Paral·lelisme d'eines i posició de la peça |
| Decoloració excessiva de la superfície | Calor excessiva, exposició prolongada o refredament inestable | Programa de calefacció i cicle de refrigeració |
| El gruix terminal és inconsistent | Desalineació de la làmina, variació de la pila o compressió desigual | Làmina entrant, mètode d'apilament i eines |
| Esquerdes de vora unides durant el punxonat | Tensió residual, eliminació incorrecta de la matriu o suport insuficient | Procés de perforació i suport del terminal |
| Els resultats canvien entre lots de producció | El material, les eines, les condicions de refrigeració o de càrrega han canviat | Registres de producció i inspecció d'entrada |
Quan es produeix un defecte, només s'ha de canviar una variable alhora que sigui pràctic. L'augment de la temperatura, la pressió i el temps de retenció simultàniament pot produir una mostra d'aspecte diferent-, però dificulta la identificació de la causa real.
La soldadura per difusió és el procés adequat per a cada connexió de coure?
Cap mètode d'unió és ideal per a cada disseny de conductor. La selecció ha de seguir la geometria de la junta, la combinació de materials, els requisits elèctrics, el volum de producció i la zona afectada-de calor acceptable.
| Mètode d'unió | Idoneïtat típica | Principals consideracions de selecció |
|---|---|---|
| Soldadura per difusió | Làmines de coure multicapa amb zones terminals àmplies i consolidades | Zona d'enllaç, recompte de capes, eines, uniformitat de calor i pressió |
| Soldadura per ultrasons | Làmina local, cable i juntes terminals | Zona de soldadura, accés al sonotrode, gruix de la làmina i resposta a la vibració |
| Soldadura per resistència | Punts localitzats o estructures d'unió-de solapa específiques | Requisits de la ruta actual, l'accés a l'elèctrode i els-punts de soldadura |
| Soldadura | Juntes on un material de farciment és acceptable | Selecció de farciment, neteja de juntes, calefacció i control de residus |
| Soldadura per làser | Costures o pestanyes localitzades accessibles | Reflectivitat, penetració, ajust-i concentració de calor |
La soldadura per difusió val especialment la pena avaluar-se quan el producte conté múltiples làmines primes i requereix àrees terminals compactes alhora que manté la flexibilitat entre els extrems. Un procés diferent pot ser més adequat quan la junta està molt localitzada, difícil de subjectar o dissenyada al voltant d'una altra combinació de materials.
Com seleccionar una màquina de soldadura per difusió de làmines de coure
La selecció de la màquina s'ha de basar en la peça de treball aprovada més gran i més exigent en lloc de només en la capacitat del transformador o l'amplada màxima general del producte.
Un proveïdor ha d'avaluar el següent:
Àrea d'enllaç requerida
La longitud i l'amplada del terminal determinen l'àrea de contacte que ha de rebre calor i pressió prou uniformes. Un terminal ample pot requerir una disposició d'eines i força diferent d'un terminal estret amb el mateix gruix total de coure.
Màxima pila de paper d'alumini
L'avaluació ha d'incloure el gruix individual de la làmina, el recompte de capes i el gruix total de la pila. Aquests valors afecten el contacte entre capes, el comportament d'escalfament i l'espai lliure de les eines.
Gruix terminal acabat
Si el dibuix especifica una tolerància de gruix estreta, el sistema ha de proporcionar una compressió repetible i una parada estable o un control de posició. La força de la màquina sola no pot garantir la dimensió final.
Capacitat de producció
El comprador ha de proporcionar la quantitat diària i el temps de cicle necessari. Aleshores, el proveïdor pot avaluar:
- Càrrega manual o automàtica;
- Eines d'una- o multi-estació;
- Capacitat de refrigeració;
- Emmagatzematge de paràmetres;
- Implicació de l'operador;
- Manipulació de materials;
- Integració amb equips de tall o punxonat.
Utilitats i condicions d'instal·lació
La proposta ha d'identificar els requisits necessaris:
- Font d'alimentació;
- Capacitat{0}}d'aigua de refrigeració o refrigerador;
- Aire comprimit, si escau;
- Espai del pis;
- Base de la màquina;
- Ventilació o extracció;
- Accés de càrrega i manteniment.
Requisits de qualitat i traçabilitat
Per a l'automoció, l'emmagatzematge d'energia o una altra producció controlada, els compradors poden necessitar gestió de receptes, paràmetres protegits amb contrasenya-, recompte de cicles, registres d'alarmes o exportació de dades.
La capacitat d'escalfament requerida, el sistema de pressió i les dimensions de l'eina s'han d'avaluar a partir de la pila real de làmines i l'àrea d'unió abans de seleccionar unmàquina de soldadura per difusió de coure.
PMF
P: Es poden soldar per difusió diverses capes de làmina de coure?
A: Sí. Les piles de làmines de coure multicapa es poden consolidar als extrems terminals mitjançant calor i pressió controlades. El programa del procés s'ha de desenvolupar segons el gruix individual de la làmina, el nombre de capes, l'àrea d'unió, l'estat del coure i el gruix d'acabat requerit.
P: Tota la barra colectora flexible es torna sòlida?
R: No. En una barra flexible típica, només les zones terminals estan unides. El centre continua laminat i flexible perquè pugui adaptar-se a vibracions, moviments tèrmics i toleràncies de muntatge.
P: Es requereix metall de farciment per a la soldadura per difusió de làmines de coure?
R: En general, no es requereix metall de farciment quan s'uneixen capes compatibles de làmina de coure nua. Els materials diferents, les làmines recobertes o les estructures especials del producte s'han d'avaluar per separat perquè poden requerir un disseny d'interfície o procés d'unió diferent.
P: Quina temperatura es requereix per a la soldadura per difusió de làmines de coure?
R: No hi ha una temperatura universal fiable per a totes les barres. La configuració necessària depèn del material de coure, el gruix de la làmina, el recompte de capes, les dimensions d'unió, el mètode d'escalfament, les eines, la pressió i el temps de cicle.
També s'ha d'interpretar una lectura de temperatura segons on i com es mesura. La configuració de sortida de la màquina i la temperatura real a les interfícies de làmina no són necessàriament idèntiques.
P: Per què les capes de làmines de coure es separen després de la soldadura?
R: Les causes habituals inclouen la contaminació de la superfície, l'escalfament insuficient o desigual, la distribució inadequada de la pressió, el temps de retenció curt, la desalineació de la làmina i les eines gastades. La posició de la delaminació pot ajudar a identificar la causa. La separació concentrada en una vora sovint apunta cap al paral·lelisme del posicionament o de les eines en lloc d'una manca general de capacitat de la màquina.
P: Es poden unir la làmina de coure i la làmina de níquel en el mateix procés?
R: Aquesta estructura es pot avaluar, però no s'ha de tractar com a equivalent a l'enllaç de coure-a-. El gruix del níquel, la posició, l'estat de la superfície, l'àrea d'enllaç i el rendiment elèctric o mecànic requerit poden canviar la finestra del procés. Es recomana fer proves de mostres físiques abans de seleccionar l'equip.
P: Com puc triar la mida correcta de la màquina?
R: Proporcioneu al proveïdor l'amplada de làmina més gran, el recompte de capes, l'àrea d'enllaç terminal, el gruix acabat, l'objectiu de producció i els requisits de qualitat. Aleshores, s'ha d'avaluar la màquina per a la capacitat de calefacció, la força útil, les dimensions de l'eina, la capacitat de refrigeració i l'automatització en lloc de seleccionar-la només per la potència nominal.
Sol·liciteu una prova de soldadura de mostres de làmina de coure
La màquina i el procés correctes no es poden confirmar només a partir del gruix total del coure.
Envieu a Haifei les vostres especificacions de làmina de coure, recompte de capes, dimensions del terminal, gruix acabat, dibuix del producte i objectiu de producció. Els nostres enginyers poden revisar el disseny de la junta, preparar eines específiques de l'aplicació-i organitzar una prova de soldadura de mostra abans de recomanar la configuració de la màquina.
Sol·liciteu una prova de soldadura de mostra de làmina de coure
