1 Mis terminallari va alyuminiy simlarini ulashdagi texnik qiyinchiliklar
1.1 Alyuminiy o'tkazgich yuzasida oksidli plyonka mavjud
Alyuminiy o'tkazgich va kislorod o'rtasida kuchli yaqinlik mavjud. Xona haroratida ham havo bilan aloqa qilish vaqtida sirtda zich alyuminiy oksidi (Al2O3) hosil bo'ladi. Ushbu oksidli plyonka atigi 2nm qalinlikda, lekin u alyuminiy substrat yuzasi bilan mahkam birlashtirilgan. Mis o'tkazgichlar bilan taqqoslaganda, alyuminiy o'tkazgichdagi oksidli plyonka uning ichiga kislorodning tarqalishini oldini oladi, ammo atmosferada korroziyadan himoya qilishda ham yaxshi rol o'ynaydi. Ammo uning yaxshi izolyatsiya effekti elektronlarning bitta alyuminiy substrat o'tkazgichidan boshqa alyuminiy substrat o'tkazgichiga o'tishiga to'sqinlik qiladi, ya'ni elektronlar faqat alyuminiy substrat tanasida harakatlanishi mumkin.
Ushbu xususiyat tufayli alyuminiy simning uchidagi izolyatsion niqobni olib tashlaganingizdan so'ng, alyuminiy o'tkazgich yuzasida havo bilan aloqa qiladigan oksidli plyonka hosil bo'ladi. 1-rasmda ko'rsatilgandek, alyuminiy o'tkazgichdagi elektronlar faqat bitta alyuminiy simda harakatlanishi mumkin, ammo alyuminiy sim va alyuminiy sim o'rtasida harakatlana olmaydi. Agar alyuminiy yadroli simlar to'plamida qisman uzilgan sim hodisasi bo'lsa, u holda bu singan simlardagi elektron harakat bloklanadi. Buzilgan simlardan oldin alyuminiy sim bilan taqqoslaganda qarshilik qiymati oshadi va o'tkazuvchanlik pasayadi.
Aksincha, mis substrat o'tkazgichining yuzasi tezda havoda zich oksidli plyonka hosil qilmaydi, shuning uchun sim uzilgan taqdirda ham singan simdagi elektronlar boshqa mis simlar orqali oldinga siljishi mumkin. Shuning uchun, sifatli nuqtai nazardan, mis simida uzilgan simlarning ma'lum bir qismi paydo bo'lganda, o'tkazuvchanligi pasaygan bo'lsa ham, u foydalanish talablariga javob berishi mumkin.
1.2 Elektrokimyoviy korroziya mis va alyuminiy o'tkazgichlarning aloqa qismlarida mavjud
2-rasmda dengiz suvidagi turli xil metall materiallarning elektrokimyoviy potentsial ketma-ketligi ko'rsatilgan. Ko'rinib turibdiki, dengiz suvidagi mis metall va alyuminiy metall o'rtasida kimyoviy potentsiallar farqi mavjud. Ushbu ikkita metall bir vaqtning o'zida elektrolitda mavjud bo'lganda, galvanik element hosil bo'ladi va elektrokimyoviy reaktsiya paydo bo'ladi. Potensiali past alyuminiy materialidagi alyuminiy atomlari kristall panjaradan chiqib, elektronlarni yo'qotib, hidratsiyalangan ionlarni hosil qiladi. Bu muhitda uzoq vaqt bo'lgan alyuminiy o'tkazgichlar asta-sekin yo'q bo'lib ketadi. Ushbu hodisa elektrokimyoviy korroziya deb ataladi.
Havodagi namlik yuqori bo'lsa yoki sho'rlangan aralashmalar bo'lsa, ideal elektrolitlar muhiti hosil bo'ladi. Mis terminali va alyuminiy sim to'g'ridan-to'g'ri aloqa qiladigan qism salbiy elektrod sifatida alyuminiy va musbat elektrod sifatida alyuminiy bilan asosiy batareyani hosil qiladi. 3-rasmda ko'rsatilgandek, agar ulanish qismi to'g'ri ishlov berilmasa, jiddiy elektrokimyoviy korroziya paydo bo'ladi va mis-alyuminiy aloqasining elektr va mexanik xususiyatlari yo'qoladi.
1.3 Alyuminiy simlarning elektr xossalari va mexanik kuchliligi mis simlariga nisbatan kuchsizroq
Xuddi shu sim diametri sharoitida alyuminiy simlarning o'tkazuvchanligi mis simlariga qaraganda zaifroq. Shuning uchun mis simlariga teng bo'lgan elektr ko'rsatkichlariga erishish uchun uning qarshiligini kamaytirish uchun mis simlardan kattaroq diametrli alyuminiy simlardan foydalanish kerak.
Bunga qo'shimcha ravishda, alyuminiy o'tkazgichlarning tortishish kuchi, qattiqligi va boshqa mexanik xususiyatlari mis o'tkazgichlarga qaraganda kuchsizroq, shuning uchun ular avtoulovning boshqa qismlari bilan ulanish uchun alyuminiy terminallarga ishlov berishga yaroqsiz. Mis terminallari faqat alyuminiy simlar bilan ulanish uchun ko'rib chiqilishi mumkin, ammo ulanish qismlari oson Mexanik shikastlanish yoki charchoq shikastlanishi sodir bo'ladi, shuning uchun dastur paytida tegishli himoya choralarini ko'rish kerak.
2 alyuminiy sim va mis terminali payvandlash uchun hukm
2. 1 payvandlash qismining yaxshi elektr ko'rsatkichlarini ta'minlash
2.1.1 Tanlangan alyuminiy sim o'lchamining mis simga teng ekanligiga ishonch hosil qiling
Hozirgi vaqtda sanoatda keng qo'llaniladigan mis simli standart ISO6722-1 [1], alyuminiy simli standart esa ISO 6722-2 [2]. Alyuminiy simlarning ekvivalenti bilan almashtirilishi, o'tkazgich materialini almashtirish va dastlabki elektron muhofaza qilish strategiyasini saqlab qolish uchun o'xshash o'tkazuvchanlik xususiyatlarini, oqim o'tkazuvchanligini, pasaytiruvchi egri chiziqni va o'zgartirilgan mis simlarning boshqa xususiyatlarini hisobga olish kerak.
1-jadvalda alyuminiy sim va mis simlarning solishtirish jadvali keltirilgan bo'lib, ularni ekvivalent almashtirish uchun ko'rib chiqish mumkin. Ushbu jadval mis-alyuminiy simlarini teng ravishda almashtirish uchun mos yozuvlar sifatida ishlatilishi mumkin va aniq ilovalarda qo'shimcha tekshirish va tasdiqlash talab etiladi.
2.1.2 Alyuminiy simlar orasidagi elektronlarning erkin harakati ultratovushli payvandlash orqali amalga oshiriladi
Ultrasonik payvandlash payvandlanadigan ikkita narsaning yuzasiga etkazish uchun yuqori chastotali tebranish to'lqinlaridan foydalanadi. Bosim ostida, ikkita ob'ektning sirtlari bir-biriga ishqalanib, molekulyar qatlamlar o'rtasida birlashma hosil qiladi (4-rasmga qarang).
Ushbu usul orqali alyuminiy sim yuzasidagi oksidli plyonka samarali ravishda yo'q qilinishi va turli alyuminiy sim o'tkazgichlari orasidagi elektronlarning erkin harakatlanishi amalga oshirilishi mumkin (5-rasmga qarang).
Xuddi shu usul yordamida terminalning mis substrati va simning alyuminiy substrati o'rtasida molekulyar darajadagi birlashishga erishish mumkin, bu esa yaxshi elektr ko'rsatkichlariga erishishdir. Avtomobil simlari jabduqlari sohasida ultratovushli payvandlash ishlarini baholash odatda USCar38-2016 standartidan foydalanadi [3]. Standartning ushbu nashrida mis terminallari va alyuminiy simlarini payvandlash uchun baholash mezonlari berilgan. Elektr o'tkazuvchanligini baholash usullari va mezonlari mis terminallari va mis simlari bilan bir xil.
2.2 Payvandlash qismining yaxshi mexanik xususiyatlarini ta'minlash
Kabel yig'ish paytida, ayniqsa, tasavvurlari katta bo'lgan akkumulyator kabellari uchun tashqi kuchlar tomonidan tortilish xavfi paydo bo'ladi. Tashqi kuchlar ko'pincha to'g'ridan-to'g'ri bitta kabel orqali ishlaydi. Alyuminiy simlardan foydalanadigan elektr zanjirlari uchun nisbatan zaif mexanik quvvat manba ulanish maydoniga yaqin. Masalan, akkumulyator simini yig'ish jarayonida, o'rnatish noqulay bo'lganida, operator simni yo'nalishi bo'ylab to'g'ri tortishish hosil qilish uchun simni tortadi yoki payvandlash yuzasiga perpendikulyar yirtish kuchini simga qo'llaydi. Shuning uchun, terminal konstruktsiyasini loyihalashda to'g'ri tortish kuchi va yirtilish kuchiga qarshi turish uchun etarli himoya choralarini ko'rib chiqish kerak.
USCar38 standarti [3] alyuminiy simlarning turli xil spetsifikatsiyalari mis terminallariga ulanganda tortishish kuchining pastki chegarasini belgilab qo'ygan. Katta simli diametrli (-10 mm 2) alyuminiy simlar uchun USCar38 standarti [3] po'stloq kuchining pastki chegarasini aniq belgilamaydi va ishlab chiqaruvchi' muhandisi odatda tavsiya etilgan pastki chegarani beradi.
2. 3 payvandlangan qismlarning yaxshi elektrokimyoviy korroziyaga chidamliligini ta'minlash
Mis terminali va alyuminiy simni payvandlash qismining elektrokimyoviy korroziyasini oldini olish uchun asosiy narsa ulanish qismini nam yoki sho'rlangan muhitdan ajratishdir. Ikkita keng tarqalgan ultratovushli payvandlash usuli mavjud: ikki devorli issiqlik bilan qisqaradigan trubka muhrlanishi (6-rasm) va issiq eritilgan yopishtiruvchi muhr (7-rasm). Ushbu ikkita usul atrof-muhitni tekshirishning yakuniy sinovida spetsifikatsiya talablariga javob berishi mumkin, ammo issiq eritilgan yopishtiruvchi jarayonda in'ektsiya bo'shlig'idagi elimning suyuqligi talablarini hisobga olgan holda, issiq eritilgan yopishtiruvchi devor qalinligi kamida 2,5 saqlanishi kerak ~ 3 mm. Natijada, muhr bilan ishlov berishdan keyin terminal ulanish qismining hajmi nisbatan katta bo'lib, uni yuklash muhitining tor qismida ishlatish mumkin emas. Issiqlik qisqaradigan ishlov berilgandan so'ng, er-xotin devorli issiqlik bilan qisqartiriladigan trubaning devor qalinligi 1 ~ 1,5 mm ni tashkil qiladi, shuning uchun er-xotin devorli issiqlik bilan qisqartiriladigan trubaning muhrlanishi yanada kengroq qo'llaniladi.
Ikkita devorli issiqlik qisqaradigan trubka odatda yopishtirilgan issiqlik qisqaradigan quvur deb nomlanadi. U yuqori haroratda isitiladi va tashqi devor qisqaradi, ichki devordagi qattiq elim suyuq elimga aylanadi.
Ikkita devorli issiqlik qisqaradigan trubka odatda yopishtirilgan issiqlik qisqaradigan quvur deb nomlanadi. U yuqori haroratda isitiladi va tashqi devor qisqaradi, ichki devordagi qattiq elim suyuq elimga aylanadi. To'liq oqimdan so'ng, u terminali ulanish qismini va simni izolyatsiya qiladigan terining sirtini qoplaydi va sovutish va davolash effektidan keyin muhrlanadi. Aloqa qismining sızdırmazlık ta'siri, tuz buzadigan amallar sinovi bilan baholanishi mumkin. Baholash mezonlari GMW3191-ga murojaat qilishi mumkin [4].
2. 4 payvandlangan qismlarning yaxshi ishlab chiqarilishini ta'minlang
Ultrasonik payvandlash - bu ma'lum bosim va chastotada ikkita material yuzasining yuqori tezlikda o'zaro harakatlanishi. Ishqalanish harakati ikki sirtni yuqori haroratda eritib, molekulyar qatlam sintezini hosil qiladi. Odatda terminal payvandlash uskunasiga o'rnatiladi va sim sobit terminalga nisbatan yuqori chastotali o'zaro harakatni amalga oshiradi. Shuning uchun terminalda tuzatish uchun ishonchli tuzilishga ega bo'lishi kerak. Payvandlash effektining sifati, shuningdek, USCar38 standarti [1] bilan belgilangan to'g'ridan-to'g'ri tortish kuchi talablari va xaridorlar tomonidan tavsiya etilgan ko'z yoshi kuchi talablari bo'yicha sinovdan o'tkazilishi va baholanishi mumkin.