Analisi delle cause di annerimento nei derivatori di potenza flessibili intrecciati: dal processo di ricottura alla protezione dalla corrosione

Gli shunt piatti intrecciati, con la loro eccellente flessibilità ed elevata conduttività, sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature di potenza e nei nuovi campi energetici. Tuttavia, nella produzione e nell'utilizzo effettivi, è comune lo scolorimento o addirittura l'annerimento della superficie del conduttore, che non solo influisce sull'aspetto del prodotto ma può anche indicare potenziali problemi di prestazioni elettriche. Per i connettori con filo intrecciato in rame flessibile di alta-qualità con estremità saldate, l'annerimento della superficie è essenzialmente un processo fisico-chimico complesso che inizia con la corrosione chimica e può successivamente evolvere in corrosione elettrochimica.

Il rame, un metallo relativamente reattivo dal punto di vista chimico, reagisce con l'ossigeno presente nell'aria a temperatura ambiente per formare una pellicola di ossido molto sottile sulla sua superficie. Questa reazione di ossidazione viene accelerata dai cambiamenti nella composizione, nella temperatura, nelle condizioni della superficie o nello stato di stress dell'ambiente. Nel processo di produzione dei connettori flessibili conduttivi in ​​filo intrecciato in rame stagnato, il processo di ricottura è un passaggio critico che induce facilmente lo scolorimento del filo. Se il gas protettivo non viene purificato completamente dopo la ricottura, gas nocivi come ossigeno e vapore acqueo possono entrare nel serbatoio di ricottura, causando la rapida ossidazione del conduttore di rame e l'annerimento ad alte temperature, compromettendo gravemente la qualità del prodotto finale.

Per evitare che la corrosione si verifichi alla fonte, è essenziale un rigoroso controllo dei parametri del processo di ricottura. Durante il riscaldamento del serbatoio di ricottura a 200 gradi, è necessario eseguire un'evacuazione continua per eliminare completamente eventuali fattori avversi all'interno del serbatoio. Contemporaneamente, durante il processo di raffreddamento ad aria dopo la rimozione del serbatoio di ricottura dal forno, è necessario introdurre gas protettivo puro nel serbatoio, mantenendo una pressione maggiore di un'atmosfera per formare una barriera protettiva a pressione positiva. Questo rigoroso processo protettivo è fondamentale per garantire la stabilità della conduttività del connettore intrecciato in rame per veicoli a nuova energia secondo elevati standard di sicurezza, prevenendo efficacemente una maggiore resistenza di contatto dovuta all'ossidazione superficiale.

Oltre al controllo dell'ambiente del gas, sono altrettanto importanti la pulizia delle apparecchiature di ricottura e le condizioni superficiali dei conduttori. Le aziende dovrebbero eseguire regolarmente il risciacquo e l'asciugatura con acqua ad alta-pressione del serbatoio di ricottura per mantenere l'assoluta pulizia all'interno. Inoltre, le matrici danneggiate devono essere sostituite tempestivamente per evitare graffi sulla superficie del conduttore. I graffi trattengono facilmente una quantità significativa di lubrificante per disegno, che può fungere da catalizzatore per la corrosione in successivi ambienti ad alta-temperatura o umidi, portando a vaiolature localizzate o all'annerimento generale del connettore per sbarre collettrici flessibili intrecciate in rame, riducendo così la durata del prodotto.

L'utilizzo di metodi di test scientifici è fondamentale per prevenire l'annerimento durante la lavorazione dei conduttori in filo intrecciato di rame. Ad esempio, l'utilizzo di azoto (N2) al posto dell'aria compressa per testare l'ermeticità del recipiente di ricottura evita efficacemente il potenziale rischio di ossidazione del conduttore in rame causato dall'umidità e dall'ossigeno nell'aria compressa. Questa meticolosa attenzione ai dettagli è fondamentale per produrre fascette di messa a terra in rame intrecciato ad alte-prestazioni, garantendo che il sistema di messa a terra mantenga una bassa impedenza e un'eccellente resistenza alla corrosione durante il funzionamento a lungo-termine.

L'annerimento dei connettori flessibili con treccia di rame non si limita al processo di fabbricazione; giocano un ruolo anche i fattori ambientali, il carico di corrente e la microstruttura del metallo. Quando i prodotti sono esposti ad ambienti difficili contenenti alte temperature, elevata umidità o solfuri, la corrosione chimica può trasformarsi in corrosione elettrochimica. Pertanto, per componenti come i connettori flessibili intrecciati in filo di rame laminato ad alta corrente che trasportano correnti elevate, oltre a ottimizzare il processo di produzione, sono necessari efficaci trattamenti di inibizione della corrosione nei processi successivi per migliorare la loro adattabilità ambientale in condizioni operative complesse.

Nella moderna trasmissione di potenza e nell'assemblaggio di batterie di nuova energia, i requisiti di affidabilità per le connessioni conduttive stanno diventando sempre più severi. Che si tratti di una barra di rame laminato, di rame intrecciato o di altre forme di nastro conduttivo flessibile, l'ossidazione e l'annerimento della superficie ridurranno la conduttività e mostreranno una corrosione significativa nei test in nebbia salina. Pertanto, un controllo rigoroso dell'intero processo, dalla selezione della materia prima alla ricottura, è fondamentale per garantire la qualità intrinseca del prodotto.