銅箔ソフト接続拡散溶接技術: 原理、プロセス、工学的応用の分析

銅箔ソフト接続拡散溶接は、薄い銅箔またはその他の金属箔を複数層使用し、高温高圧によって接触界面の原子を拡散させ、強力な金属結合を形成する溶接方法です。この技術は主に、新エネルギー電池システム、高出力電子機器、送配電装置における柔軟な移行接続など、高い柔軟性、大電流容量、耐振動性を必要とする導電性接続シナリオで使用されます。-従来のろう付けや溶融溶接とは異なり、拡散溶接では溶接プロセス中にはんだや溶加材を追加する必要がありません。代わりに、結合を達成するために、固体状態での接続された材料自体の原子移動に依存します。したがって、はんだ接合には、均一な組成、界面脆化相がない、安定した抵抗などの工学的な利点があります。

 

フレキシブル銅バスバーの製造では、拡散溶接プロセスにより、多層銅箔の端を高密度の剛性接続領域に統合することができます。一方、中央部分は多層分離構造を維持して柔軟性を提供します。これにより、端接合部の通電容量と機械的強度が確保され、柔軟な領域を使用して機器の動作中の熱膨張変位と振動を吸収します。-新エネルギー電力バッテリー モジュールでは、バッテリー コネクタ用のフレキシブル バスバーやリチウム バッテリー用の銅製フレキシブル バスバーがこのプロセスを使用して広く製造されており、セル極間またはバッテリー パックと主回路の間に低抵抗で柔軟性の高い電気経路を確立するために使用されます。-銅積層フレキシブルコネクタは、拡散溶接技術の代表的な製品です。多層積層構造により、単一の銅棒よりも曲げ寿命と耐疲労性が大幅に向上します。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

従来の溶接方法と比較して、銅箔ソフト接続の拡散溶接にはいくつかの工学的利点があります。まず、はんだが不要です。この技術は、はんだやフラックスに依存しないため、はんだのスパッタ、残留フラックスの腐食、異種金属間の電解腐食のリスクを本質的に排除します。また、はんだ層が存在しないため、特に大電流伝送路の場合、接合抵抗が低くなります。-マイクロ-オーム抵抗が減少するたびにジュール発熱が減少し、システムのエネルギー効率が向上します。第二に、溶接接合部は平らで滑らかです。溶接プロセス中に溶融金属の流動と凝固が発生しないため、拡散溶接後の接続部の表面は、元の箔積層組織を維持するか、均一な再結晶組織を形成し、溶接の隆起や凹みはほとんど目立ちません。限られたスペースに設置される電池用錫箔コネクタでは、はんだ付け箇所が不均一になると電界集中や絶縁皮膜の密着不良が発生する可能性があるため、この機能は特に重要です。第三に、接続は強力で安定しています。拡散溶接による接合は冶金的接合タイプです。その引張強度とせん断疲労耐性は、圧着やリベット留めなどの機械的接続方法よりも優れており、長期の熱サイクルでもクリープ緩和が起こりにくいです。-

 

銅箔フレキシブルストレージエネルギーバッテリーバスバーは、エネルギー貯蔵システムの充放電プロセス中のバッテリーコアの周期的な膨張と収縮に耐える必要があります。拡散溶接接続の端部は、接触抵抗のドリフトを発生させることなく、応力を確実に伝達できます。第四に、適用可能な材料の範囲が広い。この技術は、銅と銅の間の同一金属接続に適しているだけでなく、合理的な界面遷移層設計を通じて、銅とアルミニウム、銅とニッケルなどの異種金属の拡散接続も実現でき、バッテリーパックにおける銅-アルミニウム複合端子のアプリケーションニーズを満たします。第五に、環境保護。拡散溶接法ははんだやフラックスを必要とせず、有害な煙や廃液も発生せず、加熱方式も電気加熱なので直接炭素の排出がなく、クリーン生産の要求に応えます。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

銅箔ソフト接続の応用分野は、従来のパワー エレクトロニクス産業から、新エネルギー車、エネルギー貯蔵システム、航空宇宙、鉄道輸送などのハイエンド製造分野まで深く拡大しています。{0}新エネルギー車の分野では、銅箔バスバーは、パワーバッテリーパックの内部モジュール間の直列および並列接続、セルとバスバー間の柔軟な移行、およびバッテリーパックと車両の高電圧配電ボックス間のバックボーン接続の導電媒体として広く使用されています。-その軽量かつ柔軟な特性は、バッテリーパックのエネルギー密度を向上させ、車両シャーシのスペース制約に適応するために非常に重要です。エネルギー貯蔵コンバータおよび太陽光発電インバータでは、IGBT パワー モジュールと DC バスバー間の接続は、低インダクタンス、低抵抗、および高い柔軟性の要件を満たす必要があります。拡散溶接によって実現された銅積層フレキシブル コネクタの多層銅箔統合構造は、スイッチング プロセス中の電圧オーバーシュートと電磁干渉を効果的に低減します。航空宇宙分野では、衛星電源システムと航空機の配電ネットワークはコネクタの重量に非常に敏感です。銅箔のソフト接続は、その高い比強度と導電特性により、推奨されるソリューションとなっています。鉄道輸送牽引システムでは、牽引コンバータとモーターの間の電力ケーブルの移行セクションに、断面の大きな銅箔のソフト接続が使用されています。これにより、車両の運転中の継続的な振動に耐えるだけでなく、メガワット レベルの電力の効率的な伝送が保証されます。-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

拡散溶接銅箔ソフト接続の製造プロセスには、材料の準備、積層アセンブリ、溶接成形、後処理などの複数の精密リンクが含まれます。-材料準備の段階で、銅箔は厳密な表面洗浄と脱脂を経て、圧延油、酸化皮膜、粉塵を除去する必要があります。残留汚染物質は高温で界面介在物を形成し、溶接品質を低下させます。積層組立段階では、複数層の銅箔を位置決め治具によって設計された順序と方向で正確に積層します。ニッケルシートまたはニッケルメッキ層を層の間に挿入して、異種金属溶接の界面適合性を向上させることができます。溶接形成段階は、真空拡散溶接炉または保護雰囲気溶接機で完了します。温度プロファイルは通常、銅の再結晶温度付近に設定されます。保持時間は、スタックの厚さと接合部のサイズに応じて、数分から数時間の範囲になります。後処理段階には、溶接後の修正、バリ取り、表面の洗浄、電気的性能のサンプリングが含まれます。-電池用錫めっき箔コネクタなどの表面コーティングが必要な仕様の場合、拡散溶接後に錫めっきや銀めっきを施し、その後の組み立て時の耐酸化性や溶接性を向上させる必要があります。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

適切なオプションを選択する必要がある場合は、ラミネート銅箔シャントバッテリー モジュール、エネルギー貯蔵システム、または高出力電源装置のモデルについては、サンプルと技術パラメータ シートを入手するには、当社のエンジニアリングおよび技術チームにお問い合わせください。{0}