Tehnologija difuzijskog zavarivanja mekih spojeva bakrene folije: analiza principa, procesa i inženjerskih primjena

Difuzijsko zavarivanje mekom vezom bakrenom folijom je metoda zavarivanja koja koristi više slojeva tanke bakarne folije ili drugih metalnih folija za difuziju atoma na kontaktnoj sučelji kroz visoku temperaturu i pritisak kako bi se formirala jaka metalurška veza. Ova tehnologija se uglavnom koristi u scenarijima provodnog povezivanja koji zahtijevaju visoku fleksibilnost, veliki kapacitet struje-i otpornost na vibracije, kao što su fleksibilne prijelazne veze u novim energetskim sistemima baterija,-elektronska oprema velike{2}}te snage i uređaji za prijenos i distribuciju energije. Za razliku od tradicionalnog lemljenja ili zavarivanja fuzijom, difuzijsko zavarivanje ne zahtijeva dodavanje bilo kakvog lema ili dodatnog metala tokom procesa zavarivanja. Umjesto toga, oslanja se na atomsku migraciju samih povezanih materijala u čvrstom stanju kako bi se postiglo vezivanje. Stoga, spoj za lemljenje ima inženjerske prednosti kao što su ujednačen sastav, nema lomljive faze na sučelju i stabilna otpornost.

 

U proizvodnji fleksibilnih bakarnih sabirnica, proces difuzionog zavarivanja može konsolidirati krajeve više-slojne bakarne folije u gustu, krutu spojnu površinu, dok srednji dio održava više-slojnu strukturu za razdvajanje kako bi se osigurala fleksibilnost, čime se osigurava trenutna-slojna mehanička nosivost fleksibilnog krajnjeg spoja i apsorbira fleksibilnu mehaničku snagu spoja. pomaka i vibracija tokom rada opreme. Za nove energetske module baterija, fleksibilne sabirnice za konektor baterije i bakrene fleksibilne sabirnice za litijumsku bateriju se široko proizvode korištenjem ovog procesa, koji se koristi za uspostavljanje električnih puteva niske{4}}otpornosti i velike-fleksibilnosti između polova ćelije ili između paketa baterije i glavnog kola. Bakreni laminirani fleksibilni konektori su tipičan proizvod tehnologije difuzijskog zavarivanja. Njihova višeslojna laminirana struktura čini njihov vijek trajanja savijanja i otpornost na zamor znatno boljim nego kod jedne bakarne šipke.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U poređenju sa tradicionalnim metodama zavarivanja, difuzijsko zavarivanje mekih spojeva bakarne folije pokazuje nekoliko inženjerskih prednosti. Prvo, nije potrebno lemljenje. Ne oslanjajući se na lem ili fluks, ova tehnologija u suštini eliminiše rizik od prskanja lema, korozije zaostalog toka i galvanske korozije između različitih metala. Nedostatak sloja lemljenja također čini otpor spoja manjim, posebno za puteve prijenosa velike struje. Svako smanjenje otpora mikro-oma će smanjiti džule zagrijavanje i poboljšati energetsku efikasnost sistema. Drugo, zavareni spojevi su ravni i glatki. Budući da tokom procesa zavarivanja nema tečenja i stvrdnjavanja rastaljenog metala, površina spojnog područja nakon difuzijskog zavarivanja zadržava originalnu teksturu laminacije folije ili formira jednoličnu rekristaliziranu strukturu, gotovo bez vidljivih izbočina ili udubljenja šava. Ova karakteristika je posebno važna za konektor od kalajisane folije za električnu bateriju instaliran u ograničenom prostoru, jer neravne površine lemljenja mogu uzrokovati koncentraciju električnog polja ili slabo prianjanje izolacijskog filma. Treće, veza je jaka i stabilna. Spoj formiran difuzijskim zavarivanjem je metalurški tip vezivanja. Njegova vlačna čvrstoća i otpornost na smični zamor su bolji od mehaničkih metoda povezivanja kao što su presovanje ili zakivanje, i nije sklon opuštanju puzanja u dugotrajnim-termalnim ciklusima.

 

Bakarna folija Fleksibilna sabirnica za skladištenje energije treba da izdrži periodično širenje i kontrakciju jezgra baterije tokom procesa punjenja i pražnjenja u sistemu za skladištenje energije. Krajevi spoja za difuzijsko zavarivanje mogu pouzdano prenijeti naprezanje bez pomaka kontaktnog otpora. Četvrto, raspon primjenjivih materijala je širok. Ova tehnologija nije prikladna samo za istu metalnu vezu između bakra i bakra, već može ostvariti i difuzijsku vezu različitih metala kao što su bakar i aluminij, bakar i nikal kroz razuman dizajn prijelaznog sloja sučelja, zadovoljavajući potrebe primjene bakra-aluminijskih kompozitnih terminala u baterijskim paketima. Peto, zaštita životne sredine. Proces difuzionog zavarivanja ne zahtijeva lem i fluks, ne proizvodi štetan dim ili otpadnu tekućinu, a način grijanja koristi električno grijanje, koje nema direktne emisije ugljika i zadovoljava zahtjeve čiste proizvodnje.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Područja primjene mekih veza od bakarne folije duboko su se proširila od tradicionalne industrije energetske elektronike na vrhunska{0}}proizvodna polja kao što su nova energetska vozila, sistemi za skladištenje energije, svemirski i željeznički transport. U polju novih energetskih vozila, sabirnica od bakrene folije se široko koristi kao provodni medij za serijske i paralelne veze između unutrašnjih modula baterijskog paketa, fleksibilnog prijelaza između ćelija i sabirnice, te vezne veze između baterije i visokonaponske razvodne kutije vozila. Njegove lagane i fleksibilne karakteristike su od velikog značaja za poboljšanje gustine energije baterije i prilagođavanje ograničenju prostora šasije vozila. U pretvaračima za skladištenje energije i fotonaponskim pretvaračima, veza između IGBT modula napajanja i DC sabirnice treba da zadovolji zahtjeve niske induktivnosti, niskog otpora i velike fleksibilnosti. Više-slojna struktura od bakrene folije koja je integrisana u bakrenim laminiranim fleksibilnim konektorima postignuta difuzijskim zavarivanjem, efikasno smanjuje prekoračenje napona i elektromagnetne smetnje tokom procesa prebacivanja. U oblasti vazduhoplovstva, satelitski energetski sistemi i mreže za distribuciju energije aviona su izuzetno osetljivi na težinu konektora. Meke veze od bakrene folije postale su preferirano rješenje zbog svoje visoke specifične čvrstoće i provodljivih svojstava. U tranzitnom tranzitnom sistemu vuče, prijelazni dio strujnog kabla između vučnog pretvarača i motora koristi meku vezu od bakrene folije velikog-odsjeka, koja ne samo da izdržava kontinuirane vibracije tokom rada vozila, već također osigurava efikasan prijenos snage na nivou megavata{11}}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Proizvodni proces difuzionog zavarivanja mekih spojeva bakrene folije pokriva višestruke precizne veze kao što su priprema materijala, složena montaža, oblikovanje zavarivanjem i naknadna{0}} obrada. U fazi pripreme materijala, bakrena folija treba da prođe strogo površinsko čišćenje i odmašćivanje kako bi se uklonilo ulje za valjanje, oksidni film i čestice prašine. Bilo koji zaostali zagađivač će na visokim temperaturama formirati inkluzije interfejsa i pogoršati kvalitet zavarivanja. U fazi montaže laminacije, višestruki slojevi bakarne folije se precizno laminiraju u projektovanom redoslijedu i smjeru kroz fiksiranje. Listovi od nikla ili slojevi niklovane ploče mogu se umetnuti između slojeva kako bi se poboljšala kompatibilnost interfejsa zavarivanja različitih metala. Faza formiranja zavarivanja se završava u peći za vakuumsko difuzijsko zavarivanje ili aparatu za zavarivanje u zaštitnoj atmosferi. Temperaturni profil se obično postavlja blizu temperature rekristalizacije bakra. Vrijeme držanja se kreće od minuta do sati, ovisno o debljini hrpe i veličini spoja. Faza post{9}}obrade uključuje korekciju nakon{10}zavarivanja, uklanjanje ivica, čišćenje površine i uzorkovanje električnih performansi. Za specifikacije koje zahtijevaju površinski premaz, kao što je konektor od kalajisane folije za električnu bateriju, kalajisanje ili posrebrivanje treba izvršiti nakon difuzijskog zavarivanja kako bi se poboljšala otpornost na oksidaciju i zavarljivost naknadne montaže.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ako trebate odabrati odgovarajućiShunt od laminirane bakarne folijemodel za vaš baterijski modul, sistem za pohranu energije ili-opremu za napajanje velike snage, kontaktirajte naš inženjerski i tehnički tim da dobijete uzorke i listove tehničkih parametara.