അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ന്യൂ എനർജി വെഹിക്കിൾസ്, എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റംസ്, ഹൈ-വോൾട്ടേജ് പവർ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ എന്നീ മേഖലകളിൽ, കോപ്പർ ബസ്ബാർ കണക്ഷനുകളുടെ ഗുണനിലവാരം മുഴുവൻ വൈദ്യുത പ്രസരണ സംവിധാനത്തിൻ്റെയും ലൈഫ്ലൈൻ ആണ്. വ്യവസായം ആവശ്യപ്പെടുന്നത് കേവലം "ഒരു കണക്ഷൻ ഉണ്ടാക്കുക" എന്നതിൽ നിന്ന് "ദീർഘായുസ്സ്, കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, പൂജ്യം വൈകല്യങ്ങൾ" എന്നിവ ഉറപ്പാക്കുന്നതിലേക്ക് മാറണം, മീഡിയം ഫ്രീക്വൻസി ഡയറക്ട് കറൻ്റ് ഇൻവെർട്ടർസ്പോട്ട് വെൽഡർവ്യവസായ-സാധാരണ പരിഹാരമായി ഉയർന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ സാധ്യതകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിന്, അടിസ്ഥാന ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെക്കുറിച്ചും പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണത്തെക്കുറിച്ചും ആഴത്തിലുള്ള ധാരണ അത്യാവശ്യമാണ്.
ഈ ഗൈഡ് കോപ്പർ ബസ്ബാർ വെൽഡിങ്ങിലെ MFDC സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആഴത്തിലുള്ള തകർച്ച, തെർമൽ ഫിസിക്സ്, ഫുൾ പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ, സമാനതകളില്ലാത്ത മെറ്റീരിയൽ ചേരൽ, ഓൺ{1}}ട്രബിൾഷൂട്ടിംഗ് എന്നിവ നൽകുന്നു.
കോർ ഫിസിക്സ്: എന്തുകൊണ്ടാണ് കോപ്പർ ബസ്ബാർ വെൽഡിംഗ് MFDC ആവശ്യപ്പെടുന്നത്?
ഉയർന്ന താപ ചാലകത (ഏകദേശം $400 W/(m\\cdot K)$), വൈദ്യുത ചാലകത എന്നിവ കാരണം പ്രതിരോധ വെൽഡിങ്ങിൽ ചെമ്പ് ഒരു സവിശേഷ വെല്ലുവിളി അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം വെൽഡിങ്ങ് സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുക്കളിലേക്കും ഇലക്ട്രോഡുകളിലേക്കും അതിവേഗം വിഘടിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സ്ഥിരതയുള്ള വെൽഡ് നഗറ്റ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.
ജൂളിൻ്റെ നിയമം അനുസരിച്ച്, $Q=I^2Rt$, ചെമ്പിൻ്റെ ബൾക്ക് റെസിസ്റ്റൻസ് ($R$) വളരെ കുറവായതിനാൽ, വർക്ക്പീസുകൾ തമ്മിലുള്ള സമ്പർക്ക പ്രതിരോധത്തെ താപ ഉൽപ്പാദനം വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നു.
പരമ്പരാഗത എസി വെൽഡറുകൾ (50/60Hz) നിലവിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും സീറോ{2}}ക്രോസിംഗ് പോയിൻ്റുകളും അനുഭവിക്കുന്നു, ഇത് താൽക്കാലിക ചൂട് തടസ്സങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ചാലകതയുള്ള ചെമ്പിന്, ഈ ഹ്രസ്വമായ താൽക്കാലിക വിരാമം ചൂട് രക്ഷപ്പെടാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും ഉപരിതല മിന്നലിന് കാരണമാകുന്നു, പക്ഷേ അപൂർണ്ണമായ അല്ലെങ്കിൽ "തണുത്ത" വെൽഡ് നഗറ്റ് ("ഷണ്ടഡ് വെൽഡ്" എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു).
ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലേക്ക് (സാധാരണയായി 1000Hz) വൈദ്യുതധാരയെ വിപരീതമാക്കുകയും ഒരു സമീപമുള്ള-തികഞ്ഞ DC റിപ്പിൾ-സ്വതന്ത്ര തരംഗരൂപം പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് MFDC വെൽഡർ ഇതിനെ മറികടക്കുന്നു. ഈ സ്ഥിരതയുള്ള, തുടർച്ചയായ ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ട് ഉറപ്പാക്കുന്നു:
- തൽക്ഷണ ഹീറ്റ് ബാലൻസ്: ഉയർന്ന ആവൃത്തി മില്ലിസെക്കൻഡ്{0}}നില നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു, താപ വ്യാപനത്തിന് ഊർജം വിനിയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് നഗറ്റ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായ താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.
- സ്ഥിരമായ നഗറ്റ് രൂപീകരണം: മിനുസമാർന്ന ഡിസി കറൻ്റ് ഉരുകിയ കുളത്തിൻ്റെ താപനില നിലനിർത്തുന്നു, പുറംതള്ളൽ (സ്പാറ്റർ) കുറയ്ക്കുകയും ഏകീകൃതവും ആഴത്തിലുള്ള വെൽഡിംഗ് ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
- മിനിമൈസ്ഡ് ഹീറ്റ് അഫക്റ്റഡ് സോൺ (HAZ): വെൽഡ് ഇൻ്റർഫേസിൽ ഊർജം വളരെയധികം കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് NEV ബാറ്ററി പായ്ക്കുകൾക്ക് നിർണ്ണായകമാണ്, അവിടെ അമിതമായ ചൂട് അടുത്തുള്ള സെല്ലുകളെയോ ഇൻസുലേഷനെയോ നശിപ്പിക്കും.
പൂർണ്ണ പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണം: വെൽഡിംഗ് സീക്വൻസ് മാസ്റ്ററിംഗ്
ഉയർന്ന-ഗുണനിലവാരമുള്ള ചെമ്പ് ബസ്ബാർ വെൽഡ് നേടുന്നതിന് കറൻ്റ് സജ്ജീകരിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ആവശ്യമാണ്; അതിൽ ചിട്ടയായ, മൾട്ടി{1}}പ്രക്രിയ ഉൾപ്പെടുന്നു.
1. പ്രീ-വെൽഡ് ഉപരിതല തയ്യാറാക്കൽ: നിർണ്ണായകമായ ആദ്യ ഘട്ടം
ചെമ്പ് പ്രതലങ്ങൾ പെട്ടെന്ന് ഉയർന്ന പ്രതിരോധം ഉള്ള ഒരു ഓക്സൈഡ് പാളി ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ പാളിക്ക് മുകളിലുള്ള വെൽഡിംഗ് അസ്ഥിരമായ താപ ഉൽപാദനത്തിലേക്കും അമിതമായ സ്പാറ്ററിലേക്കും നയിക്കുന്നു.
- മെക്കാനിക്കൽ ക്ലീനിംഗ്: ഏകദേശം $1.6\\m $ ഉപരിതല പരുക്കൻ ($Ra$) ലക്ഷ്യമാക്കി ഓക്സൈഡ് പാളി നീക്കം ചെയ്യാൻ ഒരു വയർ ബ്രഷ് അല്ലെങ്കിൽ നല്ല ഉരച്ചിലുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
- കെമിക്കൽ ഡീഗ്രേസിംഗ്: വെൽഡിങ്ങിൽ കാർബണൈസ് ചെയ്യാനും പോറോസിറ്റി ഉണ്ടാക്കാനും കഴിയുന്ന എണ്ണകളും മലിനീകരണവും നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വ്യാവസായിക ആൽക്കഹോൾ അല്ലെങ്കിൽ അസെറ്റോൺ ഉപയോഗിച്ച് വെൽഡിംഗ് ഏരിയ വൃത്തിയാക്കുക.
2. ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന പാരാമീറ്റർ ക്രമീകരണങ്ങൾ (ഉദാഹരണം: 3mm+3mm ശുദ്ധമായ ചെമ്പ്)
ചെമ്പ് വെൽഡിങ്ങിനുള്ള പൊതു തത്വം "ഉയർന്ന കറൻ്റ്, ഷോർട്ട് ടൈം, ഹൈ ഫോഴ്സ്" ആണ്.
| പ്രോസസ്സ് ഘട്ടം | പരാമീറ്റർ | ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന ശ്രേണി | പ്രവർത്തനവും യുക്തിയും |
| ചൂഷണം ചെയ്യുക |
ഇലക്ട്രോഡ് ഫോഴ്സ് (മർദ്ദം) |
3.5 - 5.5 കെ.എൻ | അടുപ്പമുള്ള സമ്പർക്കം ഉറപ്പാക്കുകയും പ്രാരംഭ കോൺടാക്റ്റ് പ്രതിരോധം സ്ഥിരപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. |
| വെൽഡ് | വെൽഡിംഗ് കറൻ്റ് (I) | 18 - 25 kA | ചെമ്പിൻ്റെ ഉയർന്ന താപ ചാലകതയെ മറികടക്കാൻ ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാര ആവശ്യമാണ്. |
| വെൽഡ് | വെൽഡ് സമയം (ടി) | 150 - 300 മി.സെ | താപനഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഹ്രസ്വമായി നിലനിർത്തുക; പലപ്പോഴും 2-3 പൾസുകളിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു. |
| പിടിക്കുക | ഹോൾഡ് ടൈം (മർദ്ദം) | 100 - 200 മി.സെ | ചുരുങ്ങൽ ശൂന്യതകളും വിള്ളലുകളും തടയാൻ നഗറ്റ് സോളിഡീകരണ സമയത്ത് സമ്മർദ്ദം നിലനിർത്തുന്നു. |
3. ഇലക്ട്രോഡ് മാനേജ്മെൻ്റ്
- മെറ്റീരിയൽ: ക്ലാസ് 2 (CuCrZr) അല്ലെങ്കിൽ ക്ലാസ് 3 (CuBe2) എന്നിവയാണ് സ്റ്റാൻഡേർഡ്. വളരെ കട്ടിയുള്ള ബസ്ബാറുകൾക്ക്, ടങ്സ്റ്റൺ അല്ലെങ്കിൽ മോളിബ്ഡിനം പോലുള്ള റിഫ്രാക്റ്ററി ലോഹങ്ങൾ ചിലപ്പോൾ കോൺടാക്റ്റ് പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ചൂട് ഫോക്കസ് ചെയ്യാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
- ജ്യാമിതി: നിലവിലെ സാന്ദ്രത നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ഇൻഡൻ്റേഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഒരു വലിയ റേഡിയസ് ടിപ്പ് (ഉദാ, R50-R100 താഴികക്കുടം അല്ലെങ്കിൽ പരന്ന മുഖം വെട്ടിച്ച കോൺ) മുൻഗണന നൽകുന്നു.
വ്യത്യസ്തമായ മെറ്റീരിയൽ വെൽഡിംഗ്: വിപുലമായ NEV ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ
NEV ബാറ്ററി നിർമ്മാണത്തിൽ പൊതുവായുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ചേരുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ MFDC വെൽഡർമാർ മികവ് പുലർത്തുന്നു:
- ചെമ്പ് + അലുമിനിയം:പൊട്ടുന്ന ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ (ഐഎംസി) അതിവേഗ രൂപീകരണം കാരണം ഇത് വളരെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും വൈദ്യുത പ്രകടനവും ഉറപ്പാക്കുന്ന IMC ലെയർ കനം കുറച്ച് മൈക്രോമീറ്ററുകളായി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു നിയന്ത്രിത വെൽഡിന് MFDC യുടെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു.
- ചെമ്പ് + നിക്കൽ/സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ:നിക്കലിനും സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനും ചെമ്പിനെക്കാൾ ഉയർന്ന പ്രതിരോധം ഉള്ളതിനാൽ, ചൂട് ബാലൻസ് സ്വാഭാവികമായും ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള മെറ്റീരിയലിലേക്ക് മാറുന്നു. വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് പരിഹാരത്തിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു: ചെമ്പ് വശത്ത് ഉയർന്ന-പ്രതിരോധ ഇലക്ട്രോഡും (ഉദാ, മോളിബ്ഡിനം) താപ ഉൽപാദനത്തെ കൃത്രിമമായി തുല്യമാക്കുന്നതിന് നിക്കൽ വശത്ത് ഒരു സാധാരണ CuCrZr ഇലക്ട്രോഡും.
ഗുണനിലവാര വിലയിരുത്തലും വ്യവസായ നിലവാരവും
IPC-A-610 (ഇലക്ട്രോണിക് അസംബ്ലികളുടെ സ്വീകാര്യത) പോലുള്ള കർശനമായ മാനദണ്ഡങ്ങളും QC/T 413 പോലെയുള്ള ഓട്ടോമോട്ടീവ്-നിർദ്ദിഷ്ട മാനദണ്ഡങ്ങളും സൂചിപ്പിക്കുന്ന, വിനാശകരവും -വിനാശകരമല്ലാത്തതുമായ ടെസ്റ്റിംഗ് രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് വെൽഡ് ഗുണനിലവാരം സ്ഥിരീകരിക്കണം.
| മൂല്യനിർണയ മെട്രിക് | സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആവശ്യകത | MFDC പ്രകടനം |
| മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി | പീൽ ടെസ്റ്റ്: നഗറ്റ് വ്യാസം ($D$) $\\ge 5\\sqrt{t}$ | ഉയർന്ന സ്ഥിരത; "ബട്ടൺ" വലിക്കുക-പരാജയ മോഡ് വൃത്തിയാക്കുക. |
| ഇലക്ട്രിക്കൽ പ്രകടനം | താപനില വർദ്ധനവ് പരിശോധന (നിലവിലെ റേറ്റുചെയ്തത്) | കണക്ഷൻ താപനില ബസ്ബാറിലെ താപനിലയെക്കാൾ $\\le 5^\\circ C$ വർദ്ധനവ്. |
|
വിഷ്വൽ/ഡൈമൻഷണൽ |
ഇൻഡൻ്റേഷൻ ഡെപ്ത് | $ ആയിരിക്കണം< 15%$ of the thinnest sheet thickness. |
| ലോഹശാസ്ത്രം | നഗറ്റ് ഘടന | ഏകീകൃത ധാന്യ ഘടന; കുറഞ്ഞ പൊറോസിറ്റി അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോ{0}}വിള്ളലുകൾ. |
ഓൺ-സൈറ്റ് ട്രബിൾഷൂട്ടിംഗ്: പൊതുവായ പ്രശ്നങ്ങൾക്കുള്ള ഒരു പ്രായോഗിക ഗൈഡ്
ഒപ്റ്റിമൽ ഉപകരണങ്ങളിൽ പോലും, പ്രോസസ്സ് വേരിയബിളുകൾ വൈകല്യങ്ങളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. ഫീൽഡ് എഞ്ചിനീയർമാർക്കുള്ള ഒരു പ്രായോഗിക പട്ടിക ഇതാ:
| അപാകത നിരീക്ഷിച്ചു | മൂലകാരണ വിശകലനം | പ്രായോഗിക പരിഹാരം |
| ഇലക്ട്രോഡ് സ്റ്റിക്കിംഗ് / അഡീഷൻ | അപര്യാപ്തമായ തണുപ്പിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ അമിതമായ നിലവിലെ സാന്ദ്രത. | Increase cooling water flow rate (target $>6L/min$); ഒരു വലിയ ഇലക്ട്രോഡ് മുഖം വ്യാസം ഉപയോഗിക്കുക. |
| അമിതമായ സ്പാറ്റർ / പുറത്താക്കൽ |
അപര്യാപ്തമായ ഇലക്ട്രോഡ് ഫോഴ്സ് (മർദ്ദം) അല്ലെങ്കിൽ മോശം ഉപരിതല സമ്പർക്കം. |
സ്ക്യൂസ്/പ്രീ{0}}വെൽഡ് ഫോഴ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക; വർക്ക്പീസുകൾ പരന്നതും വൃത്തിയുള്ളതുമാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക. |
| കറുപ്പിച്ച/കത്തിയ വെൽഡ് സ്പോട്ട് | ഉപരിതല ഓക്സിഡേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ അമിതമായ വെൽഡ് സമയം. | പ്രീ{0}}വെൽഡ് ക്ലീനിംഗ് മെച്ചപ്പെടുത്തുക; ഒന്നിലധികം പൾസുകളുള്ള ഒരു ചെറിയ വെൽഡ് സമയം ഉപയോഗിക്കുക; നിഷ്ക്രിയ വാതക സംരക്ഷണം പരിഗണിക്കുക. |
| പൊരുത്തമില്ലാത്ത വെൽഡ് ശക്തി | ഇലക്ട്രോഡ് തേയ്മാനം കാരണം ചാഞ്ചാട്ടം സംഭവിക്കുന്ന കോൺടാക്റ്റ് പ്രതിരോധം. | ഇലക്ട്രോഡ് ഡ്രസ്സിംഗിനും (പുനരുദ്ധാരണം), മാറ്റിസ്ഥാപിക്കലിനും കർശനമായ ഷെഡ്യൂൾ നടപ്പിലാക്കുക. |
ഉപസംഹാരം
യുടെ ഫലപ്രാപ്തിMFDC സ്പോട്ട് വെൽഡിംഗ്കാരണം ചെമ്പ് ബസ്ബാറുകൾ നാമമാത്രമല്ല; അത് നിർമ്മാണ ശേഷിയിലെ അടിസ്ഥാനപരമായ മാറ്റത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഇത് ചെമ്പിൻ്റെ ഉയർന്ന ചാലകതയുടെ അന്തർലീനമായ വെല്ലുവിളികൾ പരിഹരിക്കുന്നു, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത (സാധാരണയായി 99.9%+ വിളവ്), ഗണ്യമായ ഊർജ്ജ ലാഭം (എസിയെ അപേക്ഷിച്ച് 30% വരെ കുറവ്), പൂർണ്ണമായ പ്രോസസ്സ് കണ്ടെത്തൽ എന്നിവയുള്ള ഒരു മികച്ച വെൽഡ് നൽകുന്നു.
NEV, പവർ ഇൻഡസ്ട്രീസ് എന്നിവയിലെ എഞ്ചിനീയർമാർക്ക്, MFDC സാങ്കേതികവിദ്യ സ്വീകരിക്കുന്നത് ഇനി ഓപ്ഷണൽ അല്ല-ആധുനിക സംവിധാനങ്ങൾ ആവശ്യപ്പെടുന്ന ഉയർന്ന-വോൾട്ടേജും ഉയർന്ന{2}}കണക്ഷനുകളും നേടുന്നതിന് ഇത് മുൻവ്യവസ്ഥയാണ്.
