Jelenlegi hely

Mágneshuzal hőkrimpelése kábelsaruhoz vagy csatlakozóhoz

A kábelsaruk hőkrimpelése egy olyan fémillesztési technológia, amely az elektromos áram és a mechanikus nyomás segítségével kapcsolja össze az elektromosan vezető huzalokat. A hőkrimpelés az ellenállás-hegesztés egyik típusa. A hőkrimpelés abban különbözik az ellenállás-hegesztés többi típusától, hogy egy vezető fémhüvely segítségével továbbítja az áramot, generálja a hőt és illeszti össze a huzalokat. Ez a hüvely összeilleszti a huzalokat, és egy kompakt fémelemet eredményez. A hüvely lehet egy kábelsaru, egy csatlakozó vagy egy egyszerű hengeres hüvely.      

Az illesztés egy úgynevezett diffúziós hegesztési eljárással alakul ki. A diffúziós hegesztés azt jelenti, hogy a réz kerül összeillesztésre, mivel a rézhuzalok és a rézcsatlakozó egy olvadásközeli hőmérsékleten összeolvadnak. Az anyag szilárd fázisban marad, nem lép be a folyékony fázisba.

Az ellenállás-hegesztéshez hasonlóan a hőkrimpelés is a hegesztendő anyag elektromos ellenállása által generált hőn, illetve az anyagoknak a hegesztés során való összetartására használt erőn alapul. Ez az eljárás rendkívül magas szinten vezetőképes, közel nulla átmeneti ellenállással rendelkező és minden jelentős feszültségeséstől mentes elektromos csatlakozásokat hoz létre. A hőkrimpeléssel létrehozott csatlakozás rendkívül nagy szakítószilárdsággal rendelkezik, és az idő elteltével sem gyengül a rezgés vagy a hőmérséklet hatására, hiszen egyetlen tömör fémdarabról van szó. A melegítésnek köszönhetően a fém meglágyul, gyengül a mechanikai igénybevétel a csatlakozás helyén, így minimális az igénybevétel a huzalban lévő rézen és a csatlakozón az illesztési eljárást követően.

Ezek a mágneshuzalok sok esetben elektromosan szigeteltek. A szigetelés lehet zománclakk vagy egy polimerfilm, például poliuretán, poliamid, poliészter vagy poliimid. Az erős hő hatására a hőkrimpelés során a szigetelés elpárolog. Mivel a gyártás során kimarad a szigetelés eltávolításának lépése, ilyen elektromos csatlakozások készítése során növekszik a termelékenység. Mivel ez a lépés kimarad, nem távolítanak el fémet, így garantálható a maximális erősség.

Hőkrimpelési keresztmetszet

Példák a hőkrimpelés alkalmazására

A hőkrimpelést 2011 óta használják a nagy európai villanymotorgyártók, mint például a Bosch, a Siemens és a Volkswagen, így ez egy új, de rendkívül kifizetődő technológia. Ezek a vállalatok évtizedeken keresztül gépekkel vagy vegyi anyagokkal húzták le a zománclakk bevonatot a mágneshuzalok végéről, mielőtt rézgyűrűs csatlakozókhoz vagy hüvelyekhez krimpelték volna azokat. Mint azt már említettük, hőkrimpeléskor ezzel szemben a szigetelés elpárolog a huzal és a csatlakozó vagy hüvely krimpelése során. A lehúzási lépésnek a kihagyásával a hőkrimpelési eljárást alkalmazó gyártók növelhetik a termelékenységüket.

A mágneshuzal egy olyan szigetelt réz (vagy alumínium) elektromos vezető, amelyet az elektromágneses berendezésekben, például motorokban és transzformátorokban használnak. A huzalt tekercselik, így hozva létre az elektromágneses mezőt. Egy rézcsatlakozót, amelyet cinnel, nikkellel vagy ezüsttel vonnak be, ráillesztenek a huzal szabad végére, így az csatlakoztatható az elektromos áram forrásához. Hőkrimpeléssel összeilleszthetők a sima mágneshuzalok, a nagyfrekvenciájú mágneshuzalok (10 kilohertzes frekvencia fölött), illetve a nem szigetelt rézhuzalok. A hőkrimpelés akár 30 AWG (0,05 mm2) vastagságú különálló mágneshuzalok, illetve 400 mm2 vastag (sodort vagy font) kötegek összeillesztésére is használható.

A legtöbb mágneshuzal teljesen kilágyított, elektrolitikusan finomított rézből készül. Az alumíniumból készült mágneshuzal kevésbé gyakori. Ennek oka, hogy az alumínium kisebb mértékben vezeti az áramot, és keresztmetszetének a rézhuzalnál 1,6-szor nagyobbnak kell lennie ahhoz, hogy hasonló egyenáramú ellenállást érjen el.

A kisebb átmérőjű (20–36 AWG) mágneshuzalok keresztmetszete általában kör alakú. A vastagabb mágneshuzalok gyakran négyszögűek (lekerekített sarkakkal) vagy négyszögszelvényűek, hogy maximálisan kihasználják a rendelkezésre álló tekercselési helyet. Ezeket a huzalokat „hajcsatnak” is nevezik, utalva ezzel hajlított formájukra a villanymotorokban.

Az erőátviteli rendszerek elektrifikálása következtében a hőkrimpelés nagymértékű növekedést ért el a gépjárműgyártás terén. Az akkumulátor és az inverter, illetve az inverter és a villanymotor, illetve az ezeken belüli nagyfeszültségű csatlakozások mind létrehozhatóak hőkrimpeléssel. Az alacsony elektromos ellenállás következtében alacsonyabb lesz a működő alkatrészek hőmérséklete, emellett azok megbízhatóbbak és elektromos szempontból hatékonyabbak lesznek a hagyományos illesztési technológiákkal összevetve.

A hőkrimpelés másik növekedési területe a megújuló energia, ahol gyakran magasfeszültség jön létre, például szélerőműveknél, vízturbináknál vagy a napenergia hasznosításánál.

Előnyök a kábelsaruk hagyományos hidegkrimpelési eljárásához képest

A normál „hidegkrimpelés” pusztán a csatlakozó vagy kábelsaru mechanikus rögzítésével éri el a csatlakozást. Erőbehatás következtében a csatlakozás sérülhet. A „hidegkrimpelés” az üreg korróziója következtében is sérülhet. Jó minőségű hőkrimpelés esetén mindkét probléma kiküszöbölődik.

Berendezés és működés

Asztali hegesztőgép használata esetén a dolgozó behelyezi a gépbe a mágneshuzallal átszőtt huzalkarikát, behelyezi a csatlakozóba a huzal szabad végeit, és aktiválja a hegesztési ciklust. Néhány ezredmásodperc elteltével a hegesztőfejek elegendő áramot bocsátanak ki ahhoz, hogy a csatlakozórészen a hőmérséklet 700 °C közelébe érjen. Ez a hőmérséklet elég magas ahhoz, hogy hatására a szigetelés elpárologjon, és a huzalvégeket, illetve a csatlakozót egymáshoz rögzítse. A MIYACHI EAPRO elszívó elszívja a keletkezett gőzt.
A hegesztés befejeztével elkezdődik a csatlakozó kétfázisú lehűtése. Néhány másodperc alatt a csatlakozó körülbelül 100 °C-ra hűl. Néhány további másodperc múlva 50 °C-ra hűl, és kézzel kivehető a gépből.

Hot-Crimping-cable-shoe.jpg

Félautomata rendszerek esetében egy kis tálca helyezi be a komponenst a hőkrimpelő gépbe, illetve veszi ki onnan. Ez történhet sorosan vagy forgóasztalos rendszerben is. A dolgozó behelyezi a huzalvégeket a csatlakozóba, aktiválja a gépet, majd a lehűlést követően leveszi a komponenst a tálcáról. A gép minden hegesztési adatot tárol és könnyen hozzáférhetővé tesz. Ezeknek az adatoknak a segítségével a gyártók gyorsan ellenőrizhetik vagy módosíthatják a hegesztési paramétereket, és nyomon követhetik a termelést.

További információkért töltse le a hőkrimpelésről szóló tájékoztatónkat

A hőkrimpelésről szóló tájékoztató