В настоящее время вес медных проводов в автомобильных жгутах составляет 75%. Поскольку будущая тенденция развития автомобильных жгутов проводов становится легче и тоньше, все меньше и меньше медных проводов будет использоваться. В настоящее время основным методом замены медных проводов является алюминиевая проволока вместо медной проволоки.
Преимущества применения алюминиевых проводников в автомобилях
Алюминиевый (Al) провод примерно на две трети легче медного (Cu) провода, и этот легкий материал снижает общий вес жгута проводов. Даже с учетом соотношения между проводимостью и плотностью, алюминиевый провод с тем же электрическим сопротивлением все равно примерно на 50% легче эквивалентного медного провода.
Помимо того, что алюминиевая проволока легче, она является распространенным и легкодоступным базовым материалом для проведения электричества. В сравнении с ней медная проволока имеет ограниченные ресурсы и является «инвестиционным» металлом. Это означает, что цена алюминиевой проволоки будет относительно стабильной и намного ниже цены медной проволоки, а стоимость будет лучше контролироваться.
С точки зрения стоимости установки, поскольку алюминиевый провод относительно легкий, в процессе установки не требуются мосты и трубы, что позволяет сэкономить много монтажных материалов и сэкономить 20–50 % стоимости установки по сравнению с медными проводами.
Технические трудности при использовании алюминиевых проводов в автомобилях
Хотя алюминиевая проволока имеет такие преимущества, как малый вес и низкая цена, она редко используется в автомобилях, а алюминиевая проволока с малым диаметром практически не используется. Причина в основном в том, что медные провода 0.35 мм² и 0.5 мм² используются в наибольшем количестве в автомобильных жгутах проводов, а существующая технология не может полностью решить проблемы механических и электрических характеристик алюминиевых проводов малого диаметра, поэтому она ограничена. Конкретные технические трудности в применении алюминиевой проволоки следующие:
Проводимость алюминиевого провода составляет около 60% от проводимости медного провода, поэтому относительная допустимая токовая нагрузка сравнительно низкая.
Механическая прочность алюминиевого провода составляет всего одну треть от прочности медного провода, что влияет на усилие отрыва при обжиме клеммы.
На поверхности алюминиевого провода легко образуется оксидная пленка, обладающая изолирующими свойствами, что приводит к повышению сопротивления обжиму.
Разность электродных потенциалов между медью и алюминием составляет около 2 В. Если медная клемма обжата алюминиевой проволокой, когда соединение между медью и алюминием находится во влажной среде, а химическая среда растворяется в водяном паре с образованием электролита, алюминий образуется как отрицательный электрод. Медь является положительным электродом первичной батареи, поэтому алюминий с отрицательным потенциалом корродирует и растворяется, то есть происходит электрохимическая коррозия.
Метод соединения алюминиевого провода, используемого в автомобилях
Существует три способа соединения алюминиевого провода. Следующие три способа подходят для соединений медных и алюминиевых проводов.
- Ультразвуковая сварка металла
Принцип ультразвуковой сварки металлов заключается в использовании энергии колебаний ультразвуковой частоты (20–40 кГц) для передачи вибрационных волн поверхностям двух свариваемых металлических объектов, а под действием статического давления две металлические поверхности трутся друг о друга, образуя между собой молекулярный слой сплава.
- Сварка трением
Как следует из названия, сварка трением в основном использует трение. Хотя поверхность металла выглядит очень гладкой, на микроскопическом уровне она очень неровная. Когда два металлических блока трутся друг о друга, шероховатая поверхность будет генерировать много тепловой энергии из-за относительного движения, и если скорость относительного движения ускоряется и одновременно применяется огромное давление, то выделяемое в это время тепло может расплавить металл и подождать, пока он остынет. Два куска металла соединяются вместе.
- Плазменная сварка
Плазменная сварка — это метод сварки, при котором в качестве источника тепла используется плазменная дуга для расплавления соединения двух металлов.
Если вы хотите узнать больше о применении алюминиевой проволоки, Компания CHAL, надежный профессиональный производитель алюминия, предоставит каждому клиенту высококачественное обслуживание и продукцию. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами.
