Fleksibilni bakreni ekspanzijski konektorji- za visok tok za elektrolizerje in močno taljenje

Zbirke elektrolizatorja 5000 A+ ni mogoče obravnavati kot togega bakrenega prevodnika, ko ponavljajoče se termično cikliranje spremeni razdaljo med fiksnimi sponkami. Fleksibilen bakreni raztezni spoj, zgrajen iz tankih bakrenih folij, absorbira aksialno gibanje, hkrati pa ohranja nizko{3}}upornost toka; varjenje z molekularno difuzijo lahko spaja 0,1 mm bakrene folije brez talila za trdo spajkanje ali spajkanja. Pri visoko{6}}elektrolizerjih in opremi za težko taljenje cilj zasnove ni samo prilagodljivost, temveč nadzorovan upor, gostota toka, dvig temperature, mehansko premikanje in celovitost spoja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Električna izguba visoko{0}}tokovne povezave je naslednja:

P = I²R

Pri 5000 A že upor 20 μΩ proizvede na priključku približno 500 W toplote. Zaradi tega sta padec napetosti na milivoltni-napetosti in upornost na mikro-ohm-uporabnosti bolj pomembni spremenljivki zasnove kot sekundarni predmeti pregleda.

 

5000 A+ tokovnih poti in 100 % bakrena prevodnost IACS

Za visoko{0}}tokovne sisteme elektrolizatorjev enosmernega toka je na splošno izbran baker, ker električni baker visoke-čistosti zagotavlja zelo visoko prevodnost in podpira kompaktne tokovne poti.

 

Parameter	Tipičen inženirski premislek
Trenutna ocena	5000 A+ neprekinjeno ali-odvisno od uporabe
Bakreni material	C1100 / visoko{1}}prevodni baker
Prevodnost	Do približno 100 % IACS za primeren material C1100
Debelina folije	0,1 mm na plast folije
Struktura sklepov	Več vzporednih bakrenih folij
Glavna funkcija	Kompenzacija toplotnega raztezanja in prenos toka
Električna izguba	Določen z uporom, kontaktno površino in porazdelitvijo toka
Inšpekcija	Preverjanje dimenzij, električne upornosti in celovitosti zvara

 

Več{0}}slojna struktura folije porazdeli mehanske obremenitve na številne tanke bakrene plasti. Namesto da bi togo bakreno palico prisilili, da absorbira toplotni premik, se posamezne folije upogibajo neodvisno.

 

To je še posebej pomembno za sklope elektrolizatorjev, usmerniške povezave, sisteme enosmernih vodil in visoko{0}}tokovno opremo peči, kjer se lahko temperatura prevodnika znatno spremeni med zagonom, enakomernim delovanjem in zaustavitvijo.

 

0,1 mm bakrene folije in molekularno difuzijsko varjenje brez talila

Difuzijsko varjeni bakreni šant uporablja zložene bakrene folije, ki so spojene z nadzorovanim tlakom in toplotno energijo. Cilj je ustvariti metalurško vez čez vmesnik folije, namesto da bi se zanašal na ločeno spajko ali zlitino za trdo spajkanje.

 

Za bakreno folijo debeline 0,1 mm postane nadzor procesa pomemben, ker je folija dovolj tanka, da stanje površine, ravnost, porazdelitev tlaka in oksidacija vplivajo na spojeno ploskev.

 

Postopek varjenja z nadzorovano{0}}difuzijo običajno upošteva:

Čistost bakra in električna prevodnost
Debelina folije in število slojev
Čistoča površine pred spajanjem
Kontaktni pritisk po celotnem območju lepljenja
Temperatura varjenja in čas zadrževanja
Lokalna deformacija sklada folije
Nastajanje oksidov med segrevanjem
Neprekinjenost-območja
Električni upor po varjenju
Mehanska trdnost in utrujenost

 

Nastala povezava ne vsebuje običajne spajkalne plasti, ki bi lahko uvedla dodaten električni ali toplotni vmesnik.

 

Pri visoko-tokovnih aplikacijah je cilj široka metalurška povezava z doslednim prenosom toka po načrtovanem območju prekrivanja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IEC 60269 in IATF 16949-Krmiljenje procesa za visokotokovne spoje

 

Proizvodna pot mora ločevati kontrolo materiala, oblikovanje, spajanje in končni pregled. Za industrijske kupce bi morali biti ustrezni dokazi o kakovosti povezani z dejansko uporabo in zahtevami po risbah, ne pa s splošnim certifikatom materiala.

 

Tipične kontrole vključujejo:

Preverjanje materiala - stopnje bakra, debeline in prevodnosti.
Priprava folije - dimenzijska natančnost, stanje in čistoča površine.
Nadzor zlaganja - število folij, usmerjenost in načrtovano prekrivanje.
Difuzijsko varjenje - nadzor tlaka, temperature in cikla.
Oblikovanje - končne dolžine razširitve, širine, položaja luknje in geometrije terminala.
Električni pregled - merjenje upora ali-padca napetosti.
Mehanski pregled - celovitosti zvara in preverjanje dimenzij.
Končni QA - pregled CMM, vizualni pregled in dokumentacija PPAP-za stranko.

 

Za avtomobilske-izpeljane sisteme kakovosti je mogoče uporabiti procesno disciplino IATF 16949 in dokumentacijo 3. stopnje PPAP, če tako določi stranka. Pri projektih industrijskih elektrolizatorjev mora biti inšpekcijski načrt namesto tega usklajen z odobreno risbo, tehničnimi specifikacijami in veljavnimi električnimi standardi.

 

Zahtevajte brezplačno oceno in ponudbo DFM

 

 

Toga bakrena palica ima določen koeficient toplotnega raztezanja. Ko sta njegovi pritrdilni točki mehansko omejeni, sprememba temperature ustvari premik in napetost namesto prostega gibanja.

 

Za prevodnik z dolžino L je približna toplotna razteznost:

ΔL = × L × ΔT

kjer:

 

ΔL=toplotni premik
= koeficient toplotne razteznosti
L=prvotna dolžina vodnika
ΔT=sprememba temperature

 

Za baker je koeficient približno 16–17 × 10⁻⁶/K, odvisno od materiala in temperaturnega območja.

Na primer, pri 500 mm bakrenem vodniku, izpostavljenem povišanju temperature za 100 K, lahko pride do približno:

ΔL ≈ 0,82 mm

Toga povezava se mora prilagoditi temu gibanju skozi okoliško strukturo, montažne luknje, deformacijo sponk ali napetost prevodnika. Fleksibilen bakreni raztezni spoj namesto tega vključuje mehansko skladnost neposredno v električni priključek.

 

16–17 × 10⁻⁶/K Bakrena ekspanzija in toplotna-ciklična kompenzacija

Prilagodljiv odsek je običajno zasnovan kot kup tankih bakrenih folij in ne kot ena debela bakrena plošča.

 

Gradnja	Mehansko obnašanje	Električna pot	Običajna obravnava aplikacije
Trdna bakrena palica C1100	Nizka fleksibilnost	Neposredni vodnik	Fiksna geometrija
Sklad laminirane bakrene folije	Visoka aksialna fleksibilnost	Vzporedne folijske poti	Toplotno gibanje
Pleteni bakreni priključek	Visoka fleksibilnost	Več pramenov	Dinamično gibanje
Difuzijsko{0}}varjeni bakreni šant	Fleksibilni folijski del z lepljenimi terminali	Metalurški spoj- velike površine	Visok{0}}tokovni enosmerni sistemi

 

Sklad folije omogoča upogibanje in aksialno premikanje brez deformacije celotne končne strukture.

Za zbiralko elektrolizatorja je zato treba raztezni spoj določiti z večjo vrednostjo od nazivnega toka. Tehnična risba mora definirati:

Neprekinjen tok
Vrhunski tok
Temperatura okolja
Temperatura vodnika
Pričakovani toplotni cikel
Maksimalno gibanje
Najmanjši radij upogiba
Geometrija-luknje terminala
Smer montaže
Na voljo namestitveni ovoj
Potreben električni upor ali padec napetosti

5000A+ Gostota toka in odvajanje toplote

Pri 5000 A je porazdelitev toka po gibljivem konektorju odvisna od efektivnega prevodnega preseka in geometrije vmesnika.

Povečanje števila plasti bakrene folije poveča razpoložljivo prevodno površino. Vendar preprosto dodajanje folije ne zagotavlja enakomerne porazdelitve toka.

Končni prehod je še posebej pomemben. Če tok vstopi v kup folije skozi ozko območje, se lahko lokalna gostota toka poveča blizu prehodnega območja.

Zaradi tega je treba skupaj oceniti širino terminala, prekrivanje folije, območje zvara in geometrijo-namestitvene luknje.

 

Praktični pregled zasnove bi moral preučiti:

Tok → terminal → vezana cona → folija → vezana cona → terminal

namesto da bi ločeno ocenili odsek folije.

 

20 μΩ upornost in izguba I²R pri 5000 A

Učinek upora spoja postane pomemben pri visokem toku.

 

Odpor sklepov	Padec napetosti pri 5000A	Izguba moči pri 5000A
5 μΩ	25 mV	125 W
10 μΩ	50 mV	250 W
20 μΩ	100 mV	500 W
30 μΩ	150 mV	750 W
50 μΩ	250 mV	1,250 W

 

Te vrednosti kažejo, zakaj je treba kontaktno odpornost in odpornost zvara vključiti v načrt preverjanja načrta.

 

Zmanjšanje z 20 μΩ na 10 μΩ ne zmanjša samo izmerjenega padca napetosti za 50 mV. Pri 5000 A zmanjša tudi teoretično uporovno izgubo za približno 250 W pri tej povezavi.

 

Dejanska zmogljivost polja je odvisna tudi od temperature prevodnika, kontaktnega tlaka, stanja površine, valovne oblike toka in geometrije namestitve.

 

Prenesite specifikacijo načrtovanja zbiralke

 

 

 

Sklopi tanke bakrene folije zahtevajo drugačne dimenzionalne kontrole od običajnih strojno obdelanih bakrenih palic.

 

Kritične dimenzije niso omejene na skupno dolžino in širino. Pri ekspanzijskem priključku debelina folije, višina sklada, ploskost terminala, položaj luknje, širina zvara in geometrija proste-dolžine vplivajo na namestitev in električno zmogljivost.

 

±0,01 mm pregled CMM za bakrene sponke

Pri natančnih terminalskih komponentah je mogoče izbrane mere nadzorovati na ±0,01 mm, kjer to zahteva odobrena risba in proizvodna zmogljivost.

Pregled CMM lahko preveri:

Položaj montažne-luknje
Širina terminala
Celotna dolžina
Paralelizem
Ravnost
Razdalja-od-roba
Geometrija varjene sponke
Oblikovan profil

 

Strategija pregleda mora razlikovati med dimenzijami, ki vplivajo na električno napeljavo, in dimenzijami, ki vplivajo na mehanski odmik.

 

Na primer, toleranca položaja-montažne luknje lahko neposredno vpliva na poravnavo sklopa, medtem ko dimenzija dolžine-brez folije vpliva na razpoložljivo toplotno gibanje.

 

C1100 baker in C2680 medenina: izbira materiala pri 100 % IACS

Bakra in medenine ne bi smeli obravnavati kot zamenljive končne materiale.
 

Lastnina	C1100 čisti baker	C2680 medenina
Električna prevodnost	visoko; ustrezne ocene se lahko približajo 100 % IACS	Nižje od C1100
Glavna prednost	Nizek električni upor	Večja mehanska trdnost in obnašanje pri oblikovanju
Visok{0}}tokovni vodnik	Prednostno	Odvisno-od aplikacije
Toplotna prevodnost	visoko	Nižje
Tipična uporaba	Zbirke, folije, shunts	Sponke, strukturni električni deli
Visoka-izguba toka	Nižje za enakovredno geometrijo	Višje za enakovredno geometrijo
Gonilnik izbire materiala	Električna zmogljivost	Mehanske/oblikovalne zahteve

 

Za tokovno pot 5000 A+ je C1100 na splošno začetni material, ko električna prevodnost prevladuje v zasnovi. Medenina se lahko upošteva, če togost terminala, odpornost proti obrabi ali zahteve glede oblikovanja upravičujejo njeno uporabo.

 

Končna izbira mora temeljiti na električnih, mehanskih in okoljskih zahtevah kupca.

 

15 kV/mm dielektrične zahteve za izolirane visoko{1}}tokovne sklope

Če je gibljivi bakreni konektor nameščen znotraj izoliranega ohišja, je treba izolacijo oceniti ločeno od bakrenega vodnika.

Možni izolacijski sistemi vključujejo:

Epoksi praškasti premaz
Laminirana polimerna izolacija
PET folija
Poliimidna folija
PVC ali drugi izolacijski materiali-za posebne namene

 

Ustrezno dielektrično specifikacijo je treba navesti kot preskusno zahtevo in ne domnevati zgolj iz imena materiala.

 

Where specified, dielectric breakdown strength may be evaluated against requirements such as >15 kV/mm, skupaj z debelino izolacije, plazilno potjo, zračnostjo in staranjem v okolju.

 

Za visoko{0}}napetostno opremo za elektrolizatorje je treba med dielektrično kvalifikacijo upoštevati celoten sklop-ne le premaznega materiala-.

 

 

 

Usmerniki elektrolizatorjev, sistemi za proizvodnjo vodika in oprema za težko taljenje imajo le redko enake ovoje zbiralk. Prilagodljiv priključek lahko zato zahteva zamaknjene sponke, neenake širine sponk, stopničaste nize folije, nagnjene montažne površine ali asimetrične razširitvene odseke.

 

Inženirski proces se mora začeti s strankino risbo in ovojnico namestitve, namesto da aplikacijo vsiljuje v standardno geometrijo konektorja.

 

Pregled 5000A+ DFM za offset in asimetrične bakrene šantove

Pregled DFM mora preučiti:

Trenutna-smer vstopa
Kontaktno območje terminala
Premer luknje in položajna toleranca
Število-slojev folije
Širina folije
Prilagodljiva prosta dolžina
Zahtevano gibanje
Smer upogiba
Terminalni odmik
Mere-varjene površine
Dovoljenje za namestitev

Asimetrična zasnova je lahko električno sprejemljiva, hkrati pa povzroča čezmerno mehansko obremenitev, če je os nevtralnega gibanja slabo postavljena.

Zaradi tega je treba mehanski hod in distribucijo električnega toka pregledati skupaj.

 

V -kovičenju matrice in nadzoru položaja sponk ±0,01 mm

Kjer bakrene sponke vključujejo pomožne kovinske komponente, je mogoče v -proizvodno pot vključiti kovičenje, žigosanje ali sekundarno oblikovanje.

Tipični procesni nadzor vključuje:

Progresivno žigosanje ali brušenje
Burr{0}}nadzor višine
Oblikovanje
In-kovičenje, kjer je primerno
Priprava bakrene folije
Difuzijsko varjenje
Oblikovanje terminalov
Površinska obdelava ali izolacija
Pregled CMM
Električno in mehansko preverjanje

Pri natančno vtisnjenih komponentah je treba obrabo orodja spremljati glede na kritične dimenzije, namesto da bi se zanašali samo na nominalno izjavo o-življenjski dobi kalupa.

 

PPAP Level 3 in dokumentacija IATF 16949 za serijsko proizvodnjo

Za avtomobilske projekte ali projekte,-izpeljane iz avtomobilov, lahko dokumentacija PPAP vključuje:

Oblikovalski zapisi
Dokumentacija o inženirskih spremembah
Diagram poteka procesa
PFMEA
Nadzorni načrt
Analiza merilnega sistema
Dimenzijski rezultati
Rezultati preskusov materiala in učinkovitosti
Začetne procesne študije
Vzorčni proizvodni deli
Odobritev videza, kjer je primerno
Nalog za predložitev delov

3. stopnja PPAP se običajno uporablja, ko stranka zahteva celoten paket oddaje.

Za industrijske elektrolizerje in aplikacije za taljenje je mogoče dokumentacijo prilagoditi strankinemu dogovoru o kakovosti namesto samodejne uporabe avtomobilske strukture PPAP.

 

Zahtevajte brezplačno oceno in ponudbo DFM

 

 

Visok{0}}tokovne dilatacijske spoje je treba validirati glede na dejanske načine električne in mehanske okvare aplikacije.

Inšpekcijski načrt mora zajemati bakreni material in končni konektor.

 

5000 A+ Električni upor in{2}}preverjanje dviga temperature

Program validacije proizvodnje lahko vključuje:

 

Test	Inženirski namen
DC odpornost	Preverite vodnik in odpornost spoja
Merjenje-padca napetosti	Kvantificirajte električne izgube pri določenem toku
Preskus-dviga temperature	Ocenite toplotno učinkovitost
Toplotno kroženje	Preverite mehansko kompenzacijo
Pregled celovitosti zvara	Preverite neprekinjenost-področja
Merski pregled	Potrdite skladnost z risbo
Merjenje CMM	Preverite kritično geometrijo
Izolacijska upornost	Preverite električno izolacijo
Dielektrična odpornost	Preverite izolacijski sistem
Okoljsko testiranje	Ocenite določene pogoje delovanja

 

Natančen tok, trajanje preskusa in meje sprejemljivosti je treba določiti iz specifikacije izdelka.

 

Preskušanje neprekinjenega toka in termičnega-cikla 5000A

Za visoko{0}}tokovni razširitveni konektor je uporabno zaporedje preverjanja:

Začetni upor → nadzorovana tokovna obremenitev → stabilizacija temperature → zaustavitev → hlajenje → termični cikel → končni upor

Primerjava med začetno odpornostjo in odpornostjo po-testiranju lahko razkrije degradacijo, ki je enodimenzionalni pregled ne more zaznati.

Priključek, ki ostaja dimenzionalno sprejemljiv, vendar razvija vse večjo odpornost vmesnika, lahko še vedno postane točka toplotne okvare med dolgotrajnim-delovanjem.
 

EN 45545 in UL 94 V-0 za izbiro izolacije

Za opremo, nameščeno v transportnih ali zaprtih električnih sistemih, lahko zahteve glede izolacije vključujejo posebne standarde-za zaviranje ognja ali dima/strupenosti.

Odvisno od končne aplikacije se specifikacije lahko sklicujejo na:

UL 94 V-0
EN 45545
Zahteve glede dielektrične odpornosti
Izolacijska upornost
Lezenje in zračnost
Temperaturni razred
Kemična odpornost
Okoljsko staranje

Te standarde je treba dodeliti glede na kategorijo opreme in ciljni trg. Samo potrdilo o materialu ne dokazuje skladnosti končanega sestava.

 

 

Pravilna konstrukcija je odvisna od toka, gibanja, temperature, geometrije namestitve in zahtev za validacijo.

 

Zahteva	Priporočena inženirska smer
5000A+ neprekinjen DC	Več{0}}slojna bakrena folija C1100
Visoko toplotno gibanje	Daljši fleksibilni prosti del
Omejen prostor za namestitev	Kompaktna več{0}}plastna geometrija folije
Nizek električni upor	Visok{0}}prevodni baker in velika vezana površina
Ponavljajoče se termično kroženje	Prilagodljiv sklad folije z nadzorovanim gibanjem
Zamaknjene pritrdilne točke	Oblikovana/asimetrična končna geometrija
Visoko{0}}napetostno ohišje	Določena izolacija, lezenje in zračnost
Avtomobilski sistem kakovosti	IATF 16949 / PPAP raven 3, kot je določeno
Natančna geometrija terminala	Pregled CMM
Spajanje bakra-brez talila	Molekularno difuzijsko varjenje
Zaščita pred korozijo	Obdelava-površine, specifična za uporabo
Visoka mehanska obremenitev	Geometrija priključkov in optimizacija območja zvara

 

Fleksibilni bakreni raztezni spoj je zato treba določiti kot celotno elektro-mehansko komponento, ne le kot kos fleksibilnega bakra.

 

 

Za natančno oceno DFM mora nakupni paket vsebovati:

 

Nazivni trajni tok
Največji delovni tok
DC ali AC aplikacija
Delovna napetost
Temperatura okolja
Najvišja temperatura vodnika
Območje toplotnega-cikla
Zahtevano gibanje
Prosta dolžina priključka
Dimenzije terminala
Vzorec lukenj
Razred bakra
Debelina folije
Zahteva po izolaciji
Zahteva za-površinsko obdelavo
Tarča električnega upora
Meja-dviga temperature
Količina in letno povpraševanje
Zahtevani inšpekcijski standard
Zahteva PPAP
Zahteve glede pakiranja

 

Risba, datoteka STEP ali 2D dimenzijska risba zadoščajo za začetni pregled proizvodnosti.

 

Za aplikacije nad 5000 A je treba priključek oceniti kot del celotne tokovne poti. Geometrija zbiralke, terminalski vmesniki, montažna strojna oprema in pogoji hlajenja lahko bistveno spremenijo izmerjeni upor in dvig temperature.

 

 

Katere informacije so potrebne za ponudbo 5000A+ fleksibilnega bakrenega ekspanzijskega spoja?

Navedite nazivni tok, napetost, kakovost bakra, debelino folije, dimenzije sponk, vzorec-namestitvenih lukenj, temperaturno gibanje, temperaturno območje, zahteve glede izolacije in letno količino. 2D risba ali datoteka STEP omogočata natančnejši pregled DFM.

 

Pločevinka 0,1 mmbakreno folijo difuzijsko varjenobrez talila za spajkanje ali trdo spajkanje?

ja Zložene bakrene folije debeline 0,1 mm je mogoče spojiti z varjenjem z nadzorovano molekularno difuzijo. Postopek uporablja tlak in toplotno energijo za oblikovanje metalurške vezi brez običajne spajke ali plasti talila.

 

Ali je mogoče bakrene ekspanzijske-oblike po meri dobaviti s PPAP ravni 3?

ja Na zahtevo stranke je mogoče proizvodnjo organizirati okoli dokumentacije PPAP ravni 3, vključno z dimenzijskimi rezultati, zapisi o materialu, potekom procesa, PFMEA, nadzornim načrtom in podatki o validaciji delovanja.