Алуминијумски флексибилни конекторисе све више користе у ЕВ батеријама, системима за складиштење енергије, енергетској опреми, нисконапонским електричним производима и-склоповима за флексибилне везе велике струје. У поређењу са бакарним флексибилним конекторима, алуминијумски флексибилни конектори су лакши, исплативији-и нуде добру електричну и топлотну проводљивост. Из тог разлога, многи пројекти батерија, ормарића за складиштење енергије, прикључака сабирница и флексибилних проводних компоненти сада разматрају флексибилне конекторе од алуминијумске фолије.
Међутим, заваривање алуминијумских флексибилних конектора није једноставно. Када користите анмашина за дифузионо заваривање алуминијумаза заваривање вишеслојних флексибилних конектора од алуминијумске фолије, један уобичајени проблем је раслојавање. Површина може изгледати правилно притиснута након заваривања, али током испитивања гуљења, савијања или затезања, слојеви се могу одвојити, олабавити или не успети да се чврсто повежу. У многим случајевима, ивице се прво отварају.
Ову врсту квара не треба објашњавати једноставно као „недовољна температура“ или „недовољан притисак“. Стабилност дифузионог заваривања алуминијумског флексибилног конектора зависи од неколико фактора, укључујући слој алуминијум-оксида, контакт између слоја-на-слој, равност плоче, контролу температуре, пренос притиска, време држања, заптивање машине и хлађење после-заваривања. Да би се побољшала деламинација, прави интерфејс за везивање мора се проверавати корак по корак.
Деламинација обично није узрокована само једним параметром
Стање површине алуминијумске фолије је важније него што многи људи схватају
Алуминијум природно формира оксидни слој на својој површини, а овај оксидни слој је релативно стабилан. Код дифузионог заваривања, идеално стање је да сваки слој алуминијумске фолије успостави близак контакт са следећим слојем, а затим формира стабилну везу под температуром, притиском и временом.
Ако оксидни филм, уље, прашина или остаци котрљања остану на површини, они могу деловати као баријера између слојева. Многе фабрике бришу само алуминијумску фолију пре заваривања, али брисање обично уклања само мало уља и прашину. Не решава у потпуности проблем оксидног филма. Површина може изгледати чисто, али интерфејс за везивање можда још увек није спреман за поуздано дифузионо заваривање.
У вишеслојном наслагању алуминијумске фолије, један лоше постављен слој може створити скривени недостатак
Алуминијумски флексибилни конектор се обично не прави од једног листа. Направљен је од много танких слојева алуминијумске фолије наслаганих заједно. Сваки слој мора чврсто да стане у зони заваривања. Ако неки слојеви имају подизање ивица, неравнине, неусклађеност или празнине, може доћи до локалног лошег везивања након заваривања.
Тежак део је што овај недостатак можда није очигледан споља. Површина може изгледати равна, а крај може изгледати добро притиснут, али унутрашњи слојеви можда нису у потпуности везани. Проблем постаје видљив тек када купац изврши испитивање гуљења, савијања, затезања или електричног тестирања.
Исправна подешавања машине не значе увек да је стварни интерфејс за везивање стабилан
Многе фабрике претпостављају да ако су подешавања температуре, притиска и времена исправна, производ треба правилно заварити. У стварној производњи, међутим, може постојати јаз између постављених параметара и стварног стања на интерфејсу заваривања.
На пример, машина може показати да је постигнут тражени притисак, али ако плоча није равна или је графитна плоча истрошена, притисак се можда неће равномерно преносити преко подручја заваривања. Машина може показати да је температура исправна, али широки конектор од алуминијумске фолије може и даље неравномерно да се загрева. Материјал може изгледати чисто, али слој оксида и даље може блокирати везу. Ови проблеми могу узроковати да неки делови прођу, а други да се раслоје под истим поставкама параметара.
Зашто је алуминијум теже од бакра у дифузијском заваривању?
Алуминијум оксид је стабилан, а обично брисање није довољно
Алуминијум ствара оксидни филм природно када је изложен ваздуху. Овај оксидни филм штити алуминијум од даље корозије, али код дифузионог заваривања може спречити директан контакт између слојева алуминијумске фолије. Ако оксидни филм није ефикасно сломљен, поремећен или распршен, тешко је формирати стабилну везу-за-слој.
Ово је један од разлога зашто су алуминијумски флексибилни конектори склонији раслојавању од бакарних флексибилних конектора. Бакар такође захтева чисте површине, али алуминијум оксид је осетљивији и поставља веће захтеве за припрему површине, притисак и окружење заваривања.
Алуминијум брзо проводи топлоту, чинећи температурни прозор осетљивијим
Алуминијум има добру топлотну проводљивост. Ово је предност за проводне конекторе, али такође ствара изазове током заваривања. Топлота се може брзо ширити кроз материјал. Ако је температура прениска или је време држања прекратко, веза између слојева може бити недовољно. Ако је температура превисока, алуминијумска фолија може локално омекшати, створити дубље трагове, променити димензије или потамнити на површини.
Из тог разлога, дифузно заваривање алуминијумских флексибилних конектора није ствар једноставног повећања температуре. Процес захтева одговарајућу температуру, притисак и{1}}временски оквир за задржавање.
Танке алуминијумске фолије и више слојева отежавају контролу преноса притиска
Када се много танких алуминијумских фолија наслага заједно, спољашњи и унутрашњи слојеви можда неће примити притисак на потпуно исти начин. Ако плоча није равна, учвршћење је нестабилно, или је фолија подигнута ивица или неравнина, притисак можда неће стићи равномерно до сваког слоја.
Неуједначен притисак директно изазива локално слабо везивање. Уобичајени резултат је да се средишња област добро везује, док се ивице раздвајају. Други уобичајени резултат је да је област близу главне тачке притиска јака, док је удаљенија област слабија.
Како деламинација обично изгледа на производном поду?
Заварени крај изгледа притиснуто, али се слојеви отварају током испитивања љуштења
Ово је најчешћа ситуација. Одмах након заваривања, крајња површина изгледа равна и нема очигледног проблема. Али током тестирања љуштења, слојеви алуминијумске фолије се лако одвајају. Ово показује да површинска компресија није исто што и право везивање слоја.
Када се то догоди, немојте судити о производу само по изгледу. Проверите припрему површине, уједначеност притиска и време држања.
Ивица се слабо спаја, док средишња област изгледа стабилније
Ако се средишња област добро држи, али се ивице отварају током љуштења, притисак или температура вероватно нису равномерно распоређени по подручју заваривања. Могући узроци укључују хабање плоче, неравне графитне плоче, лошу паралелност калупа, подигнуте ивице фолије или подручје заваривања које је превелико за постојећу расподелу притиска.
Широки алуминијумски флексибилни конектори су посебно склони овом проблему јер веће површине заваривања захтевају бољу равност плоче и уједначеност притиска.
Неки делови пролазе, а неки се раслојавају унутар исте серије
Ако неки делови прођу, а други се раслоје под истим подешавањима, сам параметар можда није једини проблем. Проверите улазне серије материјала, стање површине алуминијумске фолије, конзистенцију слагања, метод стезања, температурни помак и стабилност притиска.
Нестабилан квалитет серије обично значи да је процесни прозор преузак или једна производна варијабла није под контролом.
Слојеви се олабаве или отварају након савијања
Неки алуминијумски флексибилни конектори пролазе почетни тест љуштења, али показују попуштање слоја након савијања. Ово сугерише да прелаз између завареног подручја и флексибилног подручја није довољно стабилан, или да је дубина везивања између слојева недовољна.
У стварним применама, алуминијумски флексибилни конектори често морају да издрже савијање приликом инсталације, вибрације и термичке циклусе. Из тог разлога, само контрола изгледа није довољна. Тестови савијања могу боље одразити поузданост производа.
Тип проблема 1: Неадекватна припрема површине пре заваривања
Уље, отисци прстију и остаци котрљања могу да блокирају повезивање интерфејса
Током производње, транспорта и складиштења, површине алуминијумске фолије могу носити уље за ваљање, заштитно уље, прашину, отиске прстију или остатке амбалаже. Ако се ови загађивачи не уклоне, остају између слојева и спречавају прави контакт-на-алуминијум.
За дифузијско заваривање, квалитет контакта интерфејса је критичан. Чак и танак слој контаминације може смањити стабилност везивања и, у тешким случајевима, изазвати раслојавање.
Ако оксидни филм није ефикасно поремећен, слојеви не могу да формирају стабилан контакт
Алуминијум оксид се обично не може решити једноставним брисањем. За алуминијумске флексибилне конекторе са високим{1}}захтевима, припрема површине може захтевати лагану механичку обраду, контролисан процес чишћења или метод припреме који је одобрио добављач материјала и опреме.
Циљ није да површина буде што грубља. Циљ је да се побољшају контактни услови на интерфејсу заваривања без оштећења димензија алуминијумске фолије или квалитета површине.
Подигнуте ивице, неравнине и неусклађеност слоја повећавају ризик од деламинације
Када су алуминијумске фолије наслагане, неравнине, подигнуте ивице или неусклађени слојеви отежавају чврсто уклапање подручја заваривања. Чак и ако машина примени довољно силе, неке локалне области могу и даље имати празнине.
Ово често долази од корака сечења, пробијања или слагања пре заваривања. Корисно је додати преглед ивица пре заваривања да бисте потврдили равност краја, стање неравнина и поравнање слоја.
Предуго чекање након припреме површине може изазвати реконтаминацију или реоксидацију
Након припреме површине, алуминијумску фолију не треба остављати предуго изложену ваздуху, прашини или влази. Површина може покупити нове загађиваче или поново оксидирати.
Бољи процес је да припрема површине, слагање, стезање и заваривање буду блиско повезани. Руковаоци треба да носе чисте рукавице и избегавају директно додиривање подручја заваривања.
Тип проблема 2: Стезање и притисак не допиру до сваког слоја
Компримована површина не значи да је сваки унутрашњи слој у контакту
Након слагања вишеслојне алуминијумске фолије, притискање спољне површине не гарантује да је сваки унутрашњи слој у блиском контакту. Ако неколико слојева унутар наслага има мале празнине, притисак се можда неће у потпуности пренети у сноп, узрокујући слабо унутрашње везивање.
Пре заваривања проверите да ли је наслагани крај поравнат и да ли је област заваривања равна. Ако је потребно, додајте корак пре-притискања како би сноп фолије постао стабилан пре уласка у процес дифузионог заваривања.
Неравне плоче или истрошене графитне плоче могу изазвати локални губитак притиска
Машина за дифузионо заваривање алуминијума обично преноси топлоту и притисак кроз плочу или графитну плочу. Након дуже употребе, графитна плоча може постати истрошена, удубљена, напукнута, контаминирана или локално неуједначена. Ово може проузроковати недовољан локални притисак током заваривања.
Ако се раслојавање увек појављује у истој позицији, као што је један угао или једна страна, проверите паралелност плоче, графитне плоче, горњег и доњег калупа и позиционирања учвршћивача пре великих промена температуре.
Широки алуминијумски флексибилни конектори су склонији раслојавању на ивицама
Што је производ шири, то је важнија расподела притиска и уједначеност грејања. Уске делове је обично лакше компресовати, док широки алуминијумски флексибилни конектори могу патити од слабог притиска на ивици ако глава преса и учвршћење нису правилно дизајнирани.
За широке производе, избор машина не би требало да се фокусира само на максимални притисак. Такође треба да провери да ли се притисак може применити равномерно на целој површини заваривања.
Лоше позиционирање уређаја може померити ефективну област заваривања
Ако је алуминијумски флексибилни конектор постављен изван{0}}центра, област заваривања можда неће бити у потпуности поравната са ефективном зоном загревања и притискања. Ово узрокује слабу локалну везу. У серијској производњи, варијације ручног пуњења такође могу утицати на конзистентност.
Препоручују се наменска опрема за позиционирање, граничници или пред{0}}притисни елементи да би област заваривања била доследна од дела до дела. За већу{2}}производњу, може се размотрити и полу-аутоматско или аутоматско позиционирање.
Тип проблема 3: Температура, притисак и време задржавања нису формирали стабилан процесни прозор
Ако је температура прениска, дифузија слоја је недовољна
Када је температура прениска, алуминијумске фолије се могу механички стиснути једна уз другу без формирања стабилне везе. Током испитивања љуштења, слојеви се лако отварају, а отпор зглобова може бити већи.
Ако се заварени крај осети лабавим и велике површине су одвојене током љуштења, испитивање узорка се може користити за постепено повећање температуре или продужење времена држања уз праћење изгледа, удубљења и промена димензија.
Ако је температура превисока, може доћи до омекшавања, удубљења и промене димензија
Алуминијум је релативно мекан. Ако је температура превисока, подручје заваривања може претерано омекшати. Ово може учинити да крај изгледа чврсто притиснут у кратком року, али такође може изазвати дубоко удубљење, деформацију ивица, затамњење површине или одступање димензија.
Температуру не треба повећавати слепо. За алуминијумске флексибилне конекторе, прави процес треба да обезбеди довољно лепљења слоја без изазивања видљивих деформација или недостатака у изгледу.
Ако је притисак недовољан, оксидни филм је теже разбити или распршити
Недовољан притисак смањује стварну површину контакта -на-слој и отежава разбијање или распршивање оксидног филма. Резултат је лабав интерфејс, раслојавање ивица, нестабилна чврстоћа на љуштење и већа отпорност спојева.
Међутим, већи притисак није увек бољи. Превелики притисак може изазвати дубоке трагове, промену димензија или ненормалан проток материјала. Притисак мора бити усклађен са температуром и временом задржавања.
Ако је време држања прекратко, унутрашњи слојеви се можда неће у потпуности везати
За вишеслојне алуминијумске фолије није довољно да само површина достигне циљну температуру. Унутрашњим слојевима је такође потребно довољно времена за пренос топлоте, побољшање контакта и повезивање интерфејса. Ако је време држања прекратко, спољашњи слојеви се могу боље везати од унутрашњих слојева.
За дебеле гомиле или широке алуминијумске флексибилне конекторе, време држања је често важније него за једнослојне{0}} материјале.
Постепено грејање је често боље од брзог -загревања у једном кораку за гомиле дебелих фолија
За дебелу вишеслојну алуминијумску фолију или велике површине заваривања, брзо загревање у једном-кораку може да створи температурну разлику између спољашњег и унутрашњег слоја. Постепено загревање омогућава да се радни предмет загрева равномерније и смањује локално прегревање или недовољно унутрашње везивање.
Сврха степена загревања није да процес буде непотребно сложен. Помаже да температура, притисак и време делују доследније на целом интерфејсу везивања.
Тип проблема 4: Стање машине утиче на стварни резултат заваривања
Стварна температура се може разликовати од подешене температуре
Температура приказана на машини није увек иста као стварна температура на интерфејсу за спајање алуминијума. Положај сензора, начин грејања, стање плоче и путања преноса топлоте могу учинити стварну температуру{1}}области заваривања нижом или вишом од подешене вредности.
Ако се квалитет промени под истим подешавањима, проверите систем контроле температуре, повратне информације о температури, грејне елементе и стање плоче. Валидација процеса може бити потребна да би се поново потврдио прозор стварне температуре.
Залепљив или нестабилан механизам притиска може утицати на криву притиска
Ако систем за пресовање има померање залепљивања, хабање шине водилице, нестабилну пнеуматску или хидрауличну контролу или абнормалну повратну спрегу притиска, притисак током заваривања можда неће бити стабилан. Дифузијско заваривање алуминијумског флексибилног конектора захтева константан притисак, а флуктуација притиска директно утиче на лепљење слојева.
Ако се раслојавање појави на различитим локацијама и конзистентност шарже је лоша, механизам за пресовање треба пажљиво проверити.
Лоше заптивање или заштита дозвољавају оксидацију током заваривања
Алуминијум лакше оксидира на повишеним температурама. Ако машина има лоше заптивање и ваздух улази у подручје заваривања, интерфејс алуминијумске фолије може наставити да оксидира током загревања, смањујући квалитет везе.
За пројекте алуминијумских флексибилних конектора са високим{0}}захтевима, проверите да ли опрема има стабилно заптивање, заштитну атмосферу или услове вакуума. Ово је посебно важно ако површина потамни, оксидација је очигледна или је шаржно везивање нестабилно.
Одступање температуре током непрекидног рада може изазвати нестабилност серије
Неке машине производе прихватљиве узорке при покретању, али почињу да показују раслојавање или промене изгледа након непрекидног рада. Ово може бити повезано са термичком стабилношћу машине, хлађењем, померањем температуре плоче или одложеном повратном спрегом о температури.
За масовну производњу један добар узорак није довољан. Процес такође треба проверити кроз мали континуирани{1}}производни тест уместо заваривања само једног или два узорка.
Пет практичних корака за побољшање раздвајања алуминијумског флексибилног конектора
Корак 1: Поново проверите стање површине алуминијумске фолије и улазни материјал
Прво потврдите квалитет алуминијумске фолије, дебљину, стање тврдоће, површинско уље, оксидацију, неравнине, подизање ивица и разлике у шаржи. Многи проблеми са раслојавањем почињу са неконтролисаним материјалним условима, а не са нетачним подешавањима машине.
Ако се проблем повећава након промене серија материјала, фокусирајте се на стање површине и толеранцију дебљине.
Корак 2: Користите елементе за претходно-притишћење и позиционирање да бисте осигурали контакт слоја
Додавање корака претходног{0}}притискања или позиционирања пре дифузионог заваривања помаже да вишеслојна алуминијумска фолија буде поравната, компактна и стабилна. Ово је посебно корисно за широке, дебеле или вишеслојне алуминијумске флексибилне конекторе.
Учвршћење треба да примењује силу равномерно преко подручја заваривања, а не само на ивицама.
Корак 3: Направите временски прозор за температуру{1}}притисак{2}} кроз тестирање узорка
Немојте се ослањати само на искуство приликом подешавања параметара. Користите праве узорке за подешавање температуре, притиска и времена задржавања корак по корак. Забележите чврстоћу љуштења, затезну чврстоћу, отпорност, изглед и деформацију под сваком поставком.
Добар прозор процеса није једна једина вредност. То је стабилан опсег који се може поновити у производњи.
Корак 4: Прегледајте плочу, графитну плочу, заптивање и систем за контролу температуре
Ако промене параметара не побољшају резултат, проверите стање машине. Проверите равност плоче, хабање графитне плоче, паралелност калупа, стабилност притиска, стање заптивања и тачност температуре.
Ако се ови проблеми не реше, прилагођавање параметара може само да обезбеди привремено побољшање и неће подржати стабилну масовну производњу.
Корак 5: Потврдите побољшање тестовима гуљења, затезања, отпорности и савијања
Побољшање раслојавања не треба судити само по изгледу. Користите тестирање на љуштење да бисте проверили везивање слоја, испитивање затезања да бисте верификовали тестирање механичке чврстоће, отпорности или пораста температуре да бисте потврдили електричну стабилност и испитивање савијања да бисте проценили флексибилност и дугорочну{1}}поузданост.
За апликације ЕВ батерија, складиштења енергије и електричне опреме, ови тестови су значајнији од самог визуелног прегледа.
Закључак
Машина за дифузионо заваривање алуминијума је погодна за заваривање алуминијумских флексибилних конектора, али стабилно везивање захтева више од повећања температуре или притиска. Прави изазов је у томе што алуминијум има стабилан оксидни слој, вишеслојне фолије морају чврсто да пристају, притисак и температура морају да делују равномерно у области заваривања, а стање машине и радни процес морају остати стабилни.
Када дође до раслојавања, прво проверите припрему површине, контакт слоја, стање плоче, температурни{0}}прозор притиска, заптивање машине и хлађење после-заваривања. Затим проверите побољшање тестовима љуштења, затезања, отпорности и савијања.
За купце који бирајумашина за дифузионо заваривање алуминијума, избор машине не би требало да се заснива само на тонажи, температури или цени. Важније је потврдити да ли опрема може задовољити ваш број слојева алуминијумске фолије, укупну дебљину, површину заваривања, стандард квалитета и производни циклус. Заваривање правих узорака и валидација процеса су најсигурнији начини да се потврди да ли је машина погодна за производњу алуминијумских флексибилних конектора.
