Tecnologia de soldadura per difusió de connexió suau de làmines de coure: anàlisi de principis, processos i aplicacions d'enginyeria

La soldadura per difusió de connexió suau de làmines de coure és un mètode de soldadura que utilitza múltiples capes de làmines de coure prima o altres làmines metàl·liques per difondre àtoms a la interfície de contacte a través d'alta temperatura i pressió per formar un fort enllaç metal·lúrgic. Aquesta tecnologia s'utilitza principalment en escenaris de connexió conductora que requereixen una gran flexibilitat, gran-capacitat de transport de corrent i resistència a la vibració, com ara connexions de transició flexibles en sistemes de bateries d'energia nous, equips electrònics d'alta-potència i dispositius de transmissió i distribució d'energia. A diferència de la soldadura tradicional o la soldadura per fusió, la soldadura per difusió no requereix l'addició de cap soldadura o metall d'aportació durant el procés de soldadura. En canvi, es basa en la migració atòmica dels mateixos materials connectats en estat sòlid per aconseguir l'enllaç. Per tant, la junta de soldadura té avantatges d'enginyeria com ara una composició uniforme, una fase trencadissa sense interfície i una resistència estable.

 

En la fabricació de barres flexibles de coure, el procés de soldadura per difusió pot consolidar els extrems de la làmina de coure multi-capes en una àrea de connexió rígida densa, mentre que la part central manté una estructura de separació de múltiples-capes per proporcionar flexibilitat, garantint així la capacitat de càrrega actual-i la resistència mecànica de la junta d'extrem i utilitzant l'equip d'expansió i vibració flexible durant l'operació d'expansió i vibració. Per als nous mòduls de bateria d'energia, les barres flexibles per al connector de la bateria i les barres flexibles de coure per a la bateria de liti es fabriquen àmpliament mitjançant aquest procés, que s'utilitza per establir camins elèctrics de baixa-resistència i alta-flexibilitat entre els pols de la cel·la o entre la bateria i el circuit principal. Els connectors flexibles laminats de coure són un producte típic de la tecnologia de soldadura per difusió. La seva estructura laminat multi-fa que la seva vida a la flexió i la seva resistència a la fatiga sigui significativament millor que la d'una sola barra de coure.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En comparació amb els mètodes de soldadura tradicionals, la soldadura per difusió de connexions suaus de làmines de coure presenta diversos avantatges d'enginyeria. En primer lloc, no cal soldadura. En no dependre de la soldadura o el flux, aquesta tecnologia elimina essencialment el risc d'esquitxades de soldadura, corrosió de flux residual i corrosió galvànica entre metalls diferents. La manca de capa de soldadura també fa que la resistència de l'articulació sigui més baixa, especialment per a camins de transmissió de corrent alt-. Cada reducció de la resistència de micro-ohm reduirà l'escalfament Joule i millorarà l'eficiència energètica del sistema. En segon lloc, les juntes soldades són planes i llises. Com que no hi ha flux i solidificació del metall fos durant el procés de soldadura, la superfície de l'àrea de connexió després de la soldadura per difusió manté la textura original de laminació de làmina o forma una estructura recristal·litzada uniforme, gairebé sense protuberància ni depressions de soldadura visibles. Aquesta característica és especialment important per al connector de làmina llaunada per a bateria elèctrica instal·lat en un espai limitat, ja que les zones de soldadura desiguals poden provocar una concentració de camp elèctric o una mala adhesió de la pel·lícula d'aïllament. En tercer lloc, la connexió és forta i estable. La junta formada per soldadura per difusió és un tipus d'enllaç metal·lúrgic. La seva resistència a la tracció i la resistència a la fatiga al cisallament són millors que els mètodes de connexió mecànica com ara el crim o el reblat, i no és propens a la relaxació fluïda en cicles tèrmics-a llarg termini.

 

La barra colectora de la bateria d'energia d'emmagatzematge flexible de làmina de coure ha de suportar l'expansió i la contracció periòdiques del nucli de la bateria durant el procés de càrrega i descàrrega del sistema d'emmagatzematge d'energia. Els extrems de la connexió de soldadura per difusió poden transmetre de manera fiable l'estrès sense deriva de la resistència de contacte. En quart lloc, la gamma de materials aplicables és àmplia. Aquesta tecnologia no només és adequada per a la mateixa connexió metàl·lica entre coure i coure, sinó que també pot realitzar la connexió de difusió de metalls diferents com ara coure i alumini, coure i níquel mitjançant un disseny de capa de transició d'interfície raonable, satisfent les necessitats d'aplicació dels terminals compostos d'alumini de coure-en paquets de bateries. En cinquè lloc, la protecció del medi ambient. El procés de soldadura per difusió no requereix soldadura ni flux, no produeix fum nociu ni líquid residual, i el mètode de calefacció utilitza calefacció elèctrica, que no té emissions directes de carboni i compleix els requisits de producció neta.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Els camps d'aplicació de les connexions suaus de làmines de coure s'han expandit profundament des de la indústria de l'electrònica de potència tradicional fins a camps de fabricació-de gamma alta, com ara vehicles d'energia nova, sistemes d'emmagatzematge d'energia, aeroespacial i transport ferroviari. En el camp dels vehicles d'energia nova, la barra de bus de làmina de coure s'utilitza àmpliament com a mitjà conductor per a les connexions en sèrie i paral·lel entre els mòduls interns de la bateria d'alimentació, la transició flexible entre les cèl·lules i la barra colectora i la connexió troncal entre la bateria i la caixa de distribució d'alta tensió del vehicle. Les seves característiques lleugeres i flexibles són de gran importància per millorar la densitat d'energia del paquet de bateries i adaptar-se a les limitacions d'espai del xassís del vehicle. En convertidors d'emmagatzematge d'energia i inversors fotovoltaics, la connexió entre el mòdul d'alimentació IGBT i la barra de CC ha de complir els requisits de baixa inductància, baixa resistència i alta flexibilitat. L'estructura integrada de làmina de coure multi-de connectors flexibles laminats de coure aconseguida mitjançant la soldadura per difusió, redueix eficaçment la sobrecàrrega de tensió i les interferències electromagnètiques durant el procés de commutació. En l'àmbit aeroespacial, els sistemes d'alimentació per satèl·lit i les xarxes de distribució d'energia d'aeronaus són extremadament sensibles al pes dels connectors. Les connexions suaus de làmines de coure s'han convertit en la solució preferida a causa de la seva alta resistència específica i propietats conductores. Al sistema de tracció de trànsit ferroviari, la secció de transició del cable d'alimentació entre el convertidor de tracció i el motor utilitza una connexió suau de-secció de coure de gran extensió, que no només suporta la vibració contínua durant el funcionament del vehicle, sinó que també garanteix una transmissió eficient de la potència a nivell de megawatt-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El procés de fabricació de les connexions suaus de la làmina de coure de soldadura per difusió cobreix múltiples enllaços de precisió, com ara la preparació del material, el muntatge apilat, la conformació de soldadura i el post{0}}processament. Durant l'etapa de preparació del material, la làmina de coure ha de sotmetre's a una neteja i un desgreixatge estrictes de la superfície per eliminar l'oli de rodament, la pel·lícula d'òxid i les partícules de pols. Qualsevol contaminant residual formarà inclusions d'interfície a altes temperatures i degradarà la qualitat de la soldadura. En l'etapa de muntatge de la laminació, les múltiples capes de làmina de coure es laminen amb precisió en l'ordre i la direcció dissenyats mitjançant accessoris de posicionament. Es poden inserir làmines de níquel o capes de níquel entre les capes per millorar la compatibilitat de la interfície de soldadura metàl·lica diferent. L'etapa de conformació de la soldadura es completa en un forn de soldadura per difusió al buit o en una màquina de soldadura d'atmosfera protectora. El perfil de temperatura normalment s'estableix a prop de la temperatura de recristal·lització del coure. El temps de retenció oscil·la entre minuts i hores, depenent del gruix de la pila i de la mida de la junta. L'etapa de post-processament inclou la correcció de post-soldadura, desbarbat, neteja de superfícies i mostreig de rendiment elèctric. Per a les especificacions que requereixen un recobriment de superfície, com ara el connector de làmina llaunada per a la bateria elèctrica, s'ha de realitzar un estanyat o un platejat després de la soldadura per difusió per millorar la resistència a l'oxidació i la soldabilitat del muntatge posterior.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si necessiteu seleccionar un adequatShunt de làmina de coure laminatmodel per al vostre mòdul de bateria, sistema d'emmagatzematge d'energia o equip d'alimentació d'alta-potència, poseu-vos en contacte amb el nostre equip tècnic i d'enginyeria per obtenir mostres i fulls de paràmetres tècnics.