WO2022161929A1 - Verfahren zum verbinden einer elektrischen aluminiumleitung mit einem anschlusselement aus einem artfremden metallmaterial - Google Patents

Verfahren zum verbinden einer elektrischen aluminiumleitung mit einem anschlusselement aus einem artfremden metallmaterial Download PDF

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WO2022161929A1
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electrical
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Jakob Schillinger
Uwe Keil
Olaf Strunk
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Definitions

  • the invention relates to a method for connecting at least one electrical line having at least one wire made of aluminum or an aluminum alloy to a connecting element that consists of a metal material that is dissimilar to the electrical line, and to a device for carrying out this method.
  • Such connections e.g. B. when using aluminum lines and copper connection elements with regard to the duration of the mechanical stability of the connection and its electrical conductivity. If moisture can get into such a connection, contact corrosion occurs, which increases the contact resistance and considerably reduces the mechanical durability of the connection.
  • connection elements made of dissimilar material can be seen in the fact that aluminum has a strong affinity for oxygen and therefore quickly becomes covered with a dense, electrically insulating, very hard and very durable oxide layer.
  • the melting point of this oxide layer also known as corundum, is around 2,050°C, i. H. considerably higher than the melting temperature of aluminium, which is around 660°C or copper, which is around 1,080°C.
  • the usually round shape of the aluminum wires or strands creates cavities between the wires. Moisture can penetrate into these and lead to local corrosion of the aluminum wire. This leads to mechanical weakening and an increase in line resistance.
  • intermetallic phases can form which are both brittle and have a high resistance, so that a large amount of heat can develop in this area when current flows later. This increased temperature causes the intermetallic layer to become even thicker over time. Due to the brittleness of the connection, even small mechanical stresses can easily cause it to break.
  • connection element Another problem is that the melting temperatures of the two connection partners are very far apart. There is therefore a risk that aluminum will already be melted while the dissimilar material like Copper has not yet reached diffusion or melting temperature. This results in insufficient welds that do not achieve the required strength. Inadequate welds of this type are generally not recognizable from the outside, so that there is a risk that such poorly connected electrical conductors will be used with the connection element.
  • the prior art time lag between a first stage crimping, which breaks up the oxide layer, and a remote second stage, where the elements are welded together, can cause re-oxidation to occur, causing severe damage , incomprehensible fluctuations in the connection quality can result.
  • the invention is based on the object of producing long-term, stable electrical connections between electrical conductors made of aluminum or an aluminum alloy and connection elements made of dissimilar metal material, e.g. copper, while avoiding the disadvantages described, which can also be created quickly and inexpensively.
  • the following steps are proposed in terms of the method: a) placing one end of the at least one electrical line and the connecting element between the electrodes of a resistance welding device, b) moving at least one of the electrodes towards one another onto the other electrode and compressing the end of the electrical line, c ) during compaction, deformation and breaking of the oxide layer on the surface of the end of the electrical cable due to the force of the compaction process, d) without opening the electrodes, subsequent setting of a welding force and applying a welding current to the electrodes while maintaining the welding force, e) heating the end of the electrical line and the connection element while maintaining the welding force with a lower heat flow with regard to the electrical line than with regard to the connection element up to in the region of the melting point of the electric wire, f) diffusion of atoms of the electric wire into the heated surface of the connection element, g) switching off the electric current, h) moving the electrodes apart after solidification of the end of the electric wire.
  • the compression breaks up the oxide layer of the wire. If wire strands are compressed, the gaps between the individual strands are minimized or they disappear. This can also lead to diffusion processes between the individual strands.
  • the breaking up of the oxide layer by the compression process means that the electrical conductor can be welded not only at the high melting temperature of the oxide layer, but already in the area of the low melting temperature of aluminum or the aluminum alloy, with the area being, for example, at ⁇ 50 K around the melting point of the material used for the electrical conductor.
  • the immediately following welding under welding force means that no new oxide layers can form and thus an optimal connection is guaranteed in one production step, ie without removing the compacted electrical conductor and transferring it to a welding device.
  • the components to be welded can be welded to one another despite their different melting points. It is worth emulating that the different heat flow can be predetermined as a function of the electrode dimensions and/or of the electrode cooling and/or of the electrode material.
  • the electrical line consists of a multi-wire aluminum strand.
  • the electrical conductor is flexible and its routing can be easily adapted to the later place of use.
  • the compacting pressure force should be selected so that all gaps between the individual strands are minimized or disappear and that as many surface areas as possible are freed from the oxide layer or the oxide skin breaks up over a large area.
  • the compression and/or welding contact pressure force can be predetermined to vary in terms of time and/or magnitude.
  • the best possible adaptation not only to the surface finish of the electrical conductor, but also to the surface finish of the connection element, can be produced for the subsequent welding process.
  • At least one electrode under applied contact pressure, moves in a translatory and/or rotatory and/or oscillating manner any direction is excited. These movements increase the densification and oxide breaking process. The strands are shifted against each other so that the gaps between the strands close even better.
  • the additional heat input can be generated by means of a heating current flowing over the electrodes.
  • the heating current can be a constant or modulated, uniform or medium-frequency pulsating direct current or alternating current with adjustable amplitude, while a uniform or medium-frequency pulsating direct current or alternating current with adjustable amplitude can be used as the welding current.
  • the additional heating of the electrical aluminum conductor during the compression process by an electric current flowing through the electrodes causes the aluminum to soften on the one hand and the aluminum to heat up more in the oxide skin of each individual stranded wire, which does not expand so much when heated, on the other .
  • the thermal expansion of the stranded wires creates internal stresses within their oxide skin, which, in addition to the external force, leads to even better breaking of the oxide surface, as a result of which the oxide skin tears even more reliably than if only external forces were applied.
  • the internal heating can possibly even lower the external compaction force in order to still ensure optimal tearing of the oxide skin.
  • At least one of the two components to be welded has a partial or full surface barrier layer on one or more sides with a higher specific resistance. Due to the higher resistance Barrier layer is an additional heating in the welding zone and thus a faster welding of the electrical conductor is achieved with the connection element.
  • the barrier layer eliminates direct contact between the aluminum conductor and the copper terminal, reducing the formation of intermetallic phases and hence the formation of brittle areas.
  • the barrier layer can also be formed by an interposed film.
  • connection element can preferably be freed from contamination by this method step, so that the subsequent welded connection cannot be negatively influenced by the contamination.
  • connection element has at least one elevation in the area of the electrical line to be connected to it.
  • the elevation can be formed, for example, by a bead, a hump or the like.
  • the electrical conductor is at least partially pressed into this bead during compression.
  • the welding current flows over the precisely defined surface of the bead, which optimally influences the heating of the electrical conductor and the connection element can.
  • the effect of the bead can also be achieved or supplemented by an inserted, suitably shaped film, in which case the film can also form the barrier layer at the same time.
  • the respectively predetermined welding force is kept as constant as possible by a spring element that works with a degressive spring characteristic and is arranged between a pressure force adjuster and the electrode assigned to it.
  • the melting process of aluminum is very fast, and the sinking path of the electrodes is significantly greater than when two similar materials are welded. Since the entire welding process is typically completed in less than 5/10ths of a second, sinking begins in as little as 1/100ths of a second.
  • the contact pressure must remain as constant as possible throughout the entire welding process. In practice, the usual force controllers are too sluggish, so that the aluminum would be heated up too much as a result.
  • the procedural step proposed here makes it possible to readjust with the same contact and contact pressure without delay.
  • the spring element can also be assigned to the lower electrode holder.
  • the object on which the invention is based is achieved in that the electrode associated with the electrical line made of aluminum or an aluminum alloy has a larger contact surface than the counter-electrode associated with it and associated with the dissimilar metal material, and/or that the electrodes each consist of materials that ensure , that the electrode associated with the electrical line generates less heat than the counter-electrode.
  • Resistance welding shows that the temperature increase that can be achieved in a defined time interval increases quadratically with the reciprocal cross-sectional area.
  • the larger contact surface for the electrical aluminum line means that when the welding current is applied, the temperature in the electrode assigned to the aluminum material increases significantly more slowly than in the electrode assigned to the dissimilar metal material. This takes into account the different melting points for the different materials.
  • the connecting element made of copper, for example, has to reach the melting point at a significantly higher temperature than the aluminum, so that the different sizes of the electrodes allow the aluminum atoms to diffuse well into the hot, not yet liquid copper or into the barrier layer , making it similar to z. B. in a friction welding process between aluminum and copper or the barrier layer to a material electrical connection.
  • the electrode associated with the electrical line has a flat or convex or concave shape. By choosing the shape, it is possible to achieve optimal oxide breaking during compaction and optimal welding immediately thereafter. It has proven itself that the electrode associated with the electrical line is equipped with lateral limitations for holding the electrical conductor. Particularly in the case of an electrode with a planar or convex design, the ceramic side boundaries, for example, can bring about better retention of the individual stranded wires.
  • At least one of the electrodes decreases in conductivity perpendicular to the direction of current flow in a gradient, while the strength of the electrode remains constant over the entire temperature range. This means that, despite the different distances between the electrical wire and the smaller, hot area of the connection element, the same current flows can be achieved over the cross section of the electrical conductor, so that the electrical conductor begins to melt as evenly as possible over its entire surface.
  • FIG. 1 shows the principle of a resistance welding device for carrying out the method
  • Figure 2 shows a section of the resistance welding device in the area of the two electrodes before the compression process
  • FIG. 3 shows a section corresponding to FIG. 2 after the compression process
  • FIG. 4 shows a section corresponding to FIG. 3 but with a concave electrode
  • FIG. 5 shows a similar section with a bead arranged on the connection element before the compression process
  • FIG. 6 shows a section according to FIG. 5 after the compression process
  • Figure 7 shows a section relating to the electrodes with ceramic
  • FIG. 8 shows a section according to FIG. 7 after the compression process
  • FIG. 9 shows a section in the area of the electrodes, with the connection element being designed as a cable lug before the compression process
  • FIG. 10 shows a section according to FIG. 9 after the compression process
  • Figure 11 shows a detail similar to Figure 9, but with an additional bead in the
  • FIG. 12 shows a view according to FIG. 11 after the compression process
  • Figure 13 shows an example of the appearance of an elevation or bead
  • Figure 14 An example of the full-surface coating of a
  • FIG. 15 shows the bearing of the lower electrode, which is set up above a generator with a sonotrode as a compressor
  • FIG. 16 shows a lower electrode which, as a compressor, has a crank mechanism for lateral movement of the lower electrode
  • FIG. 17 shows the lower electrode, with a crank mechanism which causes a seesaw movement of the lower electrode
  • FIG. 18 shows the time diagram for the pressing force and the electrode current during the compression process and the welding process.
  • FIG. 1 shows a resistance welding device for carrying out the method according to the invention. It consists essentially of a C-shaped frame 1, on the upper leg of which a compressive force plate 2 is attached.
  • the pressure force adjuster 2 can be a cylinder 3 driven pneumatically, hydraulically or by an electric motor, in which a piston 4 is located.
  • the piston 4 works on the upper electrode holder 6 via a spring element 5, which preferably has a degressive characteristic.
  • B. consists of a stranded aluminum wire rests.
  • the electrical line 8 in turn rests on the connection element 9, which here forms a contact surface made of copper.
  • the lower electrode 10, which has a considerably smaller surface area than the upper electrode 7, is held by a lower electrode holder 11, which is held on the lower leg of the C-shaped frame 1 via a compressor 12.
  • FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 in the area of the upper electrode 7 and the lower electrode 10 before the compression process.
  • Both the lower electrode holder 11 and optionally the lower electrode 10 and the upper electrode holder 6 and the upper electrode 7 are equipped with cooling 13 for the lower electrode 10 and cooling 14 for the upper electrode 7 .
  • the electrical line 8 is in the form of an oxidized, round wire shown.
  • the upper electrode 7 is designed to be flat, as is the connection element 9.
  • the electrical line 8 By lowering the upper electrode 7 according to FIG. 3, the electrical line 8 is compressed.
  • the oxide layers 15 on the surface of the individual strands tear open and the inner regions 16 of the individual strands of the electrical line 8 come into contact both with the upper electrode 7 and with the connection element 9 .
  • the connection element 9 can be made to oscillate via the lower electrode 10 by the compressor 12.
  • FIG. 4 shows a section similar to FIG. 3.
  • the upper electrode 7 has a concave shape in the direction of the electrical line 8, through which the electrical line 8, which then melts, and its edge regions are better aligned with the connection element 9 during the later welding process .
  • FIG. 5 shows an upper electrode 7 and a lower electrode 10 with an electrical line 8 arranged in between and a connecting element 9 arranged in between before the compression process.
  • the connecting element 9 has at least one bead 17 transverse to the longitudinal extent of the electrical line 8 .
  • the contact area between the electrodes and the electrical line 8 on the one hand and the connection element 9 on the other hand is predetermined by the design of the electrodes.
  • the contact surface between the electrical line 8 on the one hand and the connection element 9 on the other hand can be subject to strong fluctuations.
  • the design of the electrodes also tries to achieve a current concentration during the welding process. In the case of components with very different strengths, such as aluminum on the one hand and copper on the other, such a current concentration is difficult to achieve reach.
  • a bead 17 or a hump is therefore provided on the connection element 9 .
  • the welding current can thus flow over the precisely defined back of the hump or the bead 17 .
  • the dimensions of the bead 17 are to be selected as a function of the melting temperatures of the respective material composition of the electrical line 8 and of the connection element 9 in such a way that the required Joule heat (according to the Joule Heat Law) is generated in the welding process.
  • FIG. 6 shows the electrode arrangement according to FIG. 5 after the compression process.
  • FIG. 7 again shows a planar upper electrode 7 and a considerably smaller lower electrode 10.
  • the connecting element 9, which is also planar, is arranged on the lower electrode 10.
  • FIG. 7 Furthermore, the electrical line 8 can be seen.
  • ceramic side boundaries 18 are provided which, as shown in Figure 8, ensure that the compacted electrical line 8 does not swells laterally beyond the upper electrode 7.
  • FIG. 9 shows the connection element 9, which is bent in the form of a cable lug 19.
  • the upper electrode 7 has a convex surface facing the electrical line 8 . So that no short circuits can occur between the cheeks of the cable lug 19 and the upper electrode 7 during the compression process and later welding process, the upper electrode 7 has insulating layers 20 .
  • FIG. 10 shows the section according to FIG. 9 in the compressed state. It can be seen here that it is not the upper electrode 7 but the insulating layer 20 that faces the upwardly projecting leg of the cable lug 19 .
  • FIG. 11 shows an upper electrode 7 which has areas of different conductivity.
  • a layer 21 with medium conductivity is shown next to the insulating layer 20 and a layer with high conductivity in the middle of the upper electrode 7 .
  • the connecting element 9 is also designed here as a cable lug 19 which also has a bead 17 .
  • the upper electrode 7 with the high conductivity is at a specific distance from the connection element 9 .
  • the layer 21 with medium conductivity is arranged closer to the upstanding leg of the cable lug 19, due to the lower conductivity, approximately the same current heat is generated between this layer 21 and the upstanding leg of the cable lug 19 as between the more distant, high-conductivity upper one electrode 7 and the connection element 9.
  • FIG. 13 shows a connecting element 9 with a bead 17 attached in one piece.
  • the electrical line is compressed onto the bead 17 (not shown) and then welded.
  • the bead 17 has a specific, definable area. The area must be large enough to ensure a sufficient connection with the electrical conductor, but it should be as small as possible, since only this area has to be heated as much as possible during the welding process.
  • FIG. 14 shows a connecting element 9' with a deep-drawn bead 17, which has a coating 34.
  • the coating consists of a material which forms a barrier between the electrical line and the represents connection element.
  • the barrier layer has a higher specific resistance than the connection element, so that when the welding current flows through, additional heat is generated in the connection element precisely in the connection area to the electrical conductor, which has a positive effect on the welding and diffusion process.
  • the coating 34 can be circumferential as shown. However, there is also the possibility that the connection element 9 is only coated on one side or only in the area of the bead 17 . A foil with the corresponding resistance data could also be used instead of the coating.
  • FIG. 15 shows the lower electrode 10 and the lower electrode holder 11 which is supported on the C-shaped frame 1 via the compressor 12 .
  • the compressor 12 is a generator with a sonotrode, which causes the lower electrode 10 and thus the connection element 9 arranged thereon to execute linear oscillating movements.
  • the oscillating movements of the connection element 9 have the effect that better contact can be produced between the electrical line 8 and the connection element 9 during the compression process. However, it also causes the distances between the strands to become even smaller due to the movement of the individual strand wires against each other during the compaction process.
  • FIG. 16 also shows a compressor 12 which here acts on the lower electrode holder 11 via a self-aligning bearing 23 and a crank drive 24 . If the lower electrode holder 11 is driven by the crank mechanism, the design of the self-aligning bearing shown here causes the lower electrode 10 to perform lateral and vertical movements. These movements also serve to improve the compaction of the electrical line 8 and to produce better contact between the electrical line 8 and the connecting element 9.
  • the self-aligning bearing 23 is constructed slightly differently. This causes in connection with the drive via the crank mechanism 24 that the lower Electrode 10 and thus also the connecting element 9 performs rocking and tilting movements. These movements also serve to support the compression process and to improve the connection between the elements involved in the flow of electricity.
  • FIG. 18 shows two nested diagrams. On the one hand, it shows the contact pressure 25 over time and, on the other hand, the electrode current 26 over time.
  • the contact pressure force 25 applied by the pressure force adjuster 2 is initially 0, since the upper electrode 7 initially acts on the materials to be connected, i. H. the electrical line 8 and the connecting element 9 must be closed, with no force having to be applied as long as the materials are not touching. If the gap is closed, dampened clamping begins, with the dampened clamping force 27 increasing steadily until the compression force 28 is reached.
  • the compaction force 28 can be set as a constant compaction force according to the dotted line or as a compaction force that changes over time according to the solid line.
  • an increasing compression current 29, possibly increasing in stages, is switched on for the duration of the compression process.
  • This compression current which should preferably be applied as a constant or modulated, uniform or medium-frequency pulsating direct current or alternating current with an adjustable amplitude, causes heating of both the electrical line 8 and the Connection element 9.
  • the inner areas 16 of the electrical line 8 which are made of aluminum or an aluminum alloy, have a different thermal expansion than the oxide layers 15 that have grown on the surface of the stranded wires, ie the inner area of the stranded wire 16 expands more than the oxide layer 15 does as a result of the heating of the electrical line 8 means that the oxide layer 15 bursts open as a result of the inner area of the stranded wire expanding to a greater extent.
  • the compression flow 29 is switched off.
  • the compression force 28 is reduced to the welding force 30 required for the welding process.
  • a preferably uniform or medium-frequency pulsating direct current is switched to the electrodes as the welding current 31 .
  • the melting phase 32 in the connection zone thus begins.
  • the welding current 31 is switched off and the cooling phase 33 of the welded connection begins by cooling the electrodes.
  • the pressing force 25, in this case the welding force 30, is eliminated.
  • the connection element 9 with the welded electrical line 8 can then be removed.

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Abstract

Ein Verfahren zum Verbinden einer mindestens einen Draht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweisenden elektrischen Leitung (8) mit einem Anschlusselement (9), das aus zur elektrischen Leitung (8) artfremden Metallmaterial besteht, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens sollen so weitergebildet werden, dass langzeitig stabile elektrische Verbindungen zwischen elektrischen Leitungen (8) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und Anschlusselementen (9) aus artfremdem Metallmaterial, z.B. Kupfer gewährleistet sind, die zudem schnell und kostengünstig erstellt werden können. Dazu wird vorgeschlagen, dass ein Verdichtungsvorgang mit Aufbrechen der Aluminiumoxidschichten sowie ein darauffolgender Schweißvorgang ohne Druckunterbrechung und ohne Positionsänderung zwischen den Elektroden (7, 10) einer Widerstands-Schweißvorrichtung durchgeführt werden.

Description

VERFAHREN ZUM VERBINDEN EINER ELEKTRISCHEN ALUMINIUMLEITUNG MIT EINEM ANSCHLUSSELEMENT AUS EINEM ARTFREMDEN METALLMATERIAL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden mindestens einer mindestens einen Draht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweisenden elektrischen Leitung mit einem Anschlusselement, das aus zur elektrischen Leitung artfremden Metallmaterial besteht sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
Seit langem ist es bekannt, Kupfer oder Kupferlegierungen als Leiter für elektrischen Strom zu verwenden. In Kraftfahrzeugen, insbesondere in E-Mobilen werden diese aus Kuper oder Kupferlegierung bestehenden elektrischen Leiter aus Gewichtsgründen auch schon durch Leiter aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ersetzt. Aus der EP 2 362 491 B1 oder der DE 199 02 405 B4 ist es bereits bekannt, Aluminiumleitungen zu verwenden, welche mit Anschlusselementen aus anderen Materialien z.B. Kupfer zunächst vercrimpt und dann verschweißt werden.
Aus der DE 10 2017 106 742 B3 ist es auch schon bekannt, eine Litzenleitung aus einem metallischen Material über ein Anschlussteil mit einer Anschlussleitung aus einem anderen metallischen Material zu verschweißen.
Große Probleme bereiten derartige Verbindungen z. B. bei der Verwendung von Aluminiumleitungen und Kupferanschlusselementen bezüglich der Dauer der mechanischen Stabilität der Verbindung als auch deren elektrischen Leitfähigkeit. Kann in eine derartige Verbindung Feuchtigkeit eintreten entsteht Kontaktkorrosion, welche den Übergangswiderstand vergrößert und die mechanische Haltbarkeit der Verbindung erheblich vermindert.
Die Hauptprobleme bei der Verbindung von elektrischen Aluminiumleitungen mit Anschlusselementen aus artfremdem Material sind jedoch darin zu sehen, dass Aluminium eine starke Affinität zu Sauerstoff aufweist und sich deshalb in sehr kurzer Zeit mit einer dichten, elektrisch isolierenden, sehr harten und sehr beständigen Oxydschicht überzieht. Der Schmelzpunkt dieser Oxydschicht, auch Korund bezeichnet, liegt bei ca. 2.050°C, d. h. erheblich höher als die Schmelztemperatur von Aluminium, die bei ca. 660°C oder Kupfer, die bei ca. 1.080°C liegt.
Durch die üblicherweise runde Form der Aluminiumdrähte bzw. der Litzen entstehen Hohlräume zwischen den Drähten. In diese kann Feuchtigkeit eindringen und zu lokalen Korrosion des Aluminiumdrahts führen. Dies führt zu einer mechanischen Schwächung und Erhöhung des Leitungswiderstandes.
Hinzu kommt, dass bei der Aufschmelzung der beiden zu verbindenden Materialien Aluminium und Kupfer intermetallische Phasen entstehen können, die sowohl spröde als auch höherohmig sind, so dass in diesem Bereich bei späterem Stromdurchfluss eine große Wärmeentwicklung entstehen kann. Diese erhöhte Temperatur bewirkt, dass sich die intermetallische Schicht im Laufe der Zeit noch verstärkt. Durch die Sprödigkeit der Verbindung kann es schon bei kleinen mechanischen Beanspruchungen leicht zu deren Bruch kommen.
Ein weiteres Problem liegt darin, dass die Schmelztemperaturen der beiden Verbindungspartner sehr weit auseinanderliegen. Daher besteht die Gefahr, dass Aluminium bereits in Schmelze übergeht, während das artfremde Material wie Kupfer noch nicht die Diffusions- oder Schmelzetemperatur erreicht hat. Dadurch entstehen unzureichende Schweißstellen, welche die geforderte Festigkeit nicht erreichen. Derartige unzureichende Schweißstellen sind in der Regel von außen nicht zu erkennen, so dass die Gefahr besteht, dass derartig mangelhaft verbundenen elektrischen Leiter mit dem Anschlusselement zum Einsatz kommen.
Auch der Zeitversatz nach dem Stand der Technik zwischen dem in einer ersten Stufe erfolgenden Crimpen bei dem die Oxidschicht aufgebrochen wird und einer örtlich getrennten zweiten Stufe, in der die Elemente miteinander verschweißt werden, kann bewirken, dass es zu einer erneuten Oxidation kommt, wodurch starke, nicht nachvollziehbare Schwankungen in der Verbindungsqualität resultieren können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile langzeitig stabile elektrische Verbindungen zwischen elektrischen Leitern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und Anschlusselementen aus artfremdem Metallmaterial, z.B. Kupfer herzustellen, die zudem schnell und kostengünstig erstellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden verfahrensmäßig folgende Schritte vorgeschlagen: a) Platzieren eines Endes der mindestens einen elektrischen Leitung und des Anschlusselements zwischen den Elektroden einer Widerstandsschweißvorrichtung, b) Aufeinander zufahren mindestens einer der Elektroden auf die weitere Elektrode und Verdichten des Endes der elektrischen Leitung, c) während des Verdichtens ein Verformen und Aufbrechen der Oxydschicht an der Oberfläche des Endes der elektrischen Leitung durch die Krafteinwirkung des Verdichtungsvorgangs, d) ohne Öffnen der Elektroden anschließende Einstellung einer Schweißkraft und Beaufschlagen der Elektroden mit einem Schweißstrom unter Beibehaltung der Schweißkraft, e) Erhitzen des Endes der elektrischen Leitung und des Anschlusselements unter Beibehaltung der Schweißkraft mit bezüglich der elektrischen Leitung geringerem Wärmestrom als bezüglich des Anschlusselements bis in den Bereich des Schmelzpunkts der elektrischen Leitung, f) Eindiffundieren von Atomen der elektrischen Leitung in die erhitzte Oberfläche des Anschlusselements, g) Abschalten des elektrischen Stroms, h) Auseinanderfahren der Elektroden nach Verfestigung des Endes der elektrischen Leitung.
Durch das Verdichten, d.h. das aktive Verdichten des Drahtes wird erreicht, dass die Oxidschicht des Drahtes aufbricht. Werden Drahtlitzen verdichtet, so werden die Zwischenräume zwischen den einzelnen Litzen minimiert bzw. sie verschwinden. Dabei kann es auch zu Diffusionsvorgängen zwischen den einzelnen Litzen kommen. Das Aufbrechen der Oxydschicht durch den Verdichtungsvorgang bewirkt, dass der elektrische Leiter nicht erst bei der hohen Schmelztemperatur der Oxydschicht, sondern bereits im Bereich der niedrigen Schmelztemperatur des Aluminiums bzw. der Aluminiumlegierung verschweißt werden kann, wobei der Bereich z.B. bei ± 50 K um den Schmelzpunkt des verwendeten Materials des elektrischen Leiters liegen kann. Das unmittelbar darauf erfolgende Verschweißen unter Schweißkraft bewirkt, dass keine neuen Oxydschichten entstehen können und damit eine optimale Verbindung in einem Fertigungsgang, d. h. ohne das Herausnahmen des verdichteten elektrischen Leiters und Überführen in eine Schweißvorrichtung gewährleistet ist. Durch die Einstellung unterschiedlicher Wärmeströme wird erreicht, dass trotz unterschiedlicher Schmelzpunkte der zu verschweißenden Komponenten diese miteinander verschweißt werden können. Nachahmenswert ist, dass der unterschiedliche Wärmestrom in Abhängigkeit von den Elektrodenabmessungen und/oder von der Elektrodenkühlung und/oder vom Elektrodenmatenal vorgebbar ist.
Größere Elektroden und/oder stärker gekühlte Elektroden für die elektrische Leitung bewirken einen geringeren Wärmestrom zur elektrischen Leitung hin als die kleinen Elektrodenflächen von z.B. nicht gekühlten Elektroden für das Anschlusselement, z.B. aus Kupfer. Dadurch wird die elektrische Leitung in der gleichen Zeit weniger stark erhitzt wird als das Anschlusselement.
Vorteilhaft ist, dass die elektrische Leitung aus einer mehrdrähtigen Aluminiumlitze besteht. Dadurch ist der elektrische Leiter flexibel und kann in seiner Verlegung an den späteren Gebrauchsort leicht angepasst werden.
Nachahmenswert ist, dass die Verdichtung mit einer gegenüber der Schweißkraft erhöhten Anpresskraft der Elektroden erfolgt. Dabei soll die Verdichtungs- Anpresskraft so gewählt werden, dass alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Litzen minimiert werden bzw. verschwinden und dass zudem möglichst viele Oberflächenbereiche von der Oxidschicht befreit werden, bzw. die Oxidhaut großflächig aufbricht.
Bemerkenswert ist, dass die Verdichtungs- und/oder Schweiß-Anpresskraft zeitlich und/oder in ihrer Größe veränderlich vorgebbar ist. Dadurch lässt sich eine möglichst optimale Anpassung nicht nur der Oberflächenbeschaffenheit des elektrischen Leiters, sondern auch der Oberflächenbeschaffenheit des Anschlusselements für den folgenden Schweißvorgang herstellen.
Bedeutsam ist, dass mindestens eine Elektrode unter angelegter Anpresskraft zu einer translatorischen und/oder rotatorischen und/oder oszillierenden Bewegung in jede beliebige Richtung angeregt wird. Durch diese Bewegungen wird der Verdichtungs- und Oxidbrech-Vorgang verstärkt. Die Litzen werden gegeneinander verschoben, so dass sich die Lücken zwischen den Litzen noch besser verschließen.
Es hat sich bewährt, dass während des Verdichtungsvorgangs ein zusätzlicher Wärmeeintrag erfolgt, der gegenüber dem Wärmeeintrag während des Schweißvorgangs niedrigerer ist. Der zusätzliche Wärmeeintrag kann mittels eines über die Elektroden fließenden Heizstroms erzeugt werden. Bei dem Heizstrom kann es sich um einen konstanten oder modulierten, gleichförmigen oder mittelfrequent pulsierenden, in seiner Amplitude einstellbaren Gleichstrom oder Wechselstrom handeln, während als Schweißstrom ein gleichförmiger oder mittelfrequent pulsierender in der Amplitude einstellbarer Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet werden kann.
Durch die zusätzliche Erwärmung des elektrischen Aluminiumleiters während des Verdichtungsvorgangs durch einen elektrischen Strom, der über die Elektroden fließt, wird einerseits ein Erweichen des Aluminiums und zum anderen eine stärkere Wärmeausdehnung des Aluminiums in der sich in der Wärme nicht so stark ausdehnenden Oxidhaut jedes einzelnen Litzendrahtes bewirkt. Durch die Wärmeausdehnung der Litzendrähte entstehen innere Spannungen innerhalb von deren Oxidhaut, die neben der Krafteinwirkung von außen zu einem noch besseren Brechen der Oxidoberfläche führt, wodurch die Oxidhaut noch sicherer reißt, als wenn lediglich äußere Kräfte angewandt würden. Durch die innere Erwärmung kann gegebenenfalls sogar die äußere Verdichtungskraft abgesenkt werden, um dennoch ein optimales Reißen der Oxid Haut zu gewährleisten.
Zweckmäßig ist, wenn auf mindestens einer der beiden zu verschweißenden Komponenten eine partielle oder vollflächige ein- oder mehrseitige Sperrschicht mit höherem spezifischem Widerstand angeordnet ist. Durch die höherohmige Sperrschicht wird eine zusätzliche Erwärmung in der Schweißzone und damit ein schnelleres Verschweißen des elektrischen Leiters mit dem Anschlusselement erreicht. Hinzu kommt, dass durch die Sperrschicht kein direkter Kontakt zwischen dem Aluminiumleiter und dem Kupferanschlusselement entsteht, wodurch das Entstehen intermetallischer Phasen und damit das Entstehen spröder Bereich verringert wird. Dabei kann die Sperrschicht auch durch eine zwischengelegte Folie gebildet werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, vor Schließen der Elektroden ein Flussmittel auf die zu verbindenden Komponenten aufzutragen. Aus der Aluminiumlöttechnik ist bekannt, dass Flussmittel bei sehr stark oxidierten Oberflächen dennoch eine Lötung ermöglichen. Im Fall des Verschweißens des elektrischen Leiters aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einem Anschlusselement aus artfremdem Metallmaterial kann das Flussmittel eine noch bessere Verbindung bewirken.
Zudem ergeben sich Vorteile, wenn mindestens eine Oberfläche der zu verschweißenden Komponenten vor dem Verdichtungsvorgang mittels Plasma oder Laser reinigungsbeaufschlagt werden. Bevorzugt kann durch diesen Verfahrensschritt die Oberfläche des Anschlusselements von Kontaminationen befreit werden, so dass die spätere Schweißverbindung durch die Kontamination nicht negativ beeinflusst werden kann.
Von Vorteil ist, wenn das Anschlusselement im Bereich der mit ihm zu verbindenden elektrischen Leitung mindestens eine Erhöhung aufweist. Die Erhöhung kann beispielsweise von einer Sicke, einem Buckel oder dergleichen gebildet werden. Der elektrische Leiter wird beim Verdichten zumindest teilweise in diese Sicke eingepresst. Beim anschließenden Schweißvorgang fließt der Schweißstrom über die genau definierte Fläche der Sicke, wodurch die Erhitzung des elektrischen Leiters und des Anschlusselements optimal beeinflusst werden kann. Die Wirkung der Sicke kann aber auch durch eine eingelegte, entsprechend geformte Folie erreicht oder durch diese ergänzt werden, wobei die Folie auch gleichzeitig die Sperrschicht bilden kann.
Es empfiehlt sich, dass die jeweils vorgegebene Schweißkraft durch ein, mit degressiver Federkennlinie arbeitendes, zwischen einem Druckkraftsteller und der, diesem zugeordneten Elektrode angeordnetes Federelement möglichst konstant gehalten wird. Der Schmelzvorgang von Aluminium verläuft sehr schnell, und der Einsinkweg der Elektroden ist dabei deutlich größer, als wenn zwei artgleiche Materialien verschweißt werden. Da der gesamte Schweißvorgang typischerweise in weniger als 5/1 Otel Sekunden abgeschlossen ist, beginnt das Einsinken bereits im 1/1 OOtel Sekundenbereich. Um konstante Stromflussflächen zu erhalten, muss die Anpresskraft während des gesamten Schweißvorgangs möglichst konstant bleiben. In der Praxis sind die üblichen Kraftsteller zu träge, so dass in der Folge das Aluminium zu stark erhitzt würde. Durch den hier vorgeschlagenen Verfahrensschritt lässt sich erreichen, dass ohne Zeitverzug ein Nachsetzen mit gleicher Anstell- und Anpresskraft möglich ist. Selbstverständlich kann das Federelement auch der unteren Elektrodenhalterung zugeordnet werden.
Ein besonderer Vorzug ergibt sich, wenn die fertiggestellte Schweißverbindung durch eine Schutzhülle oder eine mit Schutzgel gefüllte Schutzhülle ummantelt wird. Dadurch wird weitestgehend ausgeschlossen, dass Feuchtigkeit in eventuelle Hohlräume der Schweißverbindung eintreten können, so dass eine Korrosion, die zu Schädigung von Einzeldrähten oder der Schweißverbindung führt, noch besser ausgeschlossen wird. Schon eine vorgeformte Schutzkappe aus einen Schrumpfschlauchmaterial kann einen ersten Schutz bieten, der noch erhöht werden kann, wenn dieser Schrumpfschlauch mit einem Schutzgel wie z. B. Silikon gefüllt wird. Vorrichtungsmäßig wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass die der elektrischen Leitung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zugeordnete Elektrode eine größere Kontaktfläche als die mit ihr zusammenwirkende, dem artfremden Metallmaterial zugeordnete Gegenelektrode aufweist, und/oder dass die Elektroden jeweils aus Materialien bestehen die sicherstellen, dass die der elektrischen Leitung zugeordnete Elektrode weniger Wärme erzeugt als die Gegenelektrode.
Beim Widerstandsschweißen zeigt sich, dass die in einem definierten Zeitintervall erzielbare Temperaturerhöhung quadratisch mit der reziproken Querschnittsfläche wächst. Durch die größere Kontaktfläche für die elektrische Aluminiumleitung wird erreicht, dass bei Anlegen des Schweißstroms die Temperaturerhöhung in der, dem Aluminiummaterial zugeordneten Elektrode deutlich langsamer erfolgt als in der dem artfremden Metallmaterial zugeordneten Elektrode. Dadurch wird den unterschiedlich hohen Schmelzpunkten für die unterschiedlichen Materialien Rechnung getragen. Das zum Beispiel aus Kupfer bestehende Anschlusselement hat zum Erreichen des Bereichs des Schmelzpunktes eine erheblich höhere Temperatur als das Aluminium anzunehmen, so dass durch die unterschiedlichen Größen der Elektroden ein gutes Eindiffundieren der Aluminiumatome in das heiße, noch nicht flüssige Kupfer oder in die Sperrschicht möglich ist, wodurch es ähnlich wie es z. B. bei einem Reibschweißvorgang zwischen Aluminium und Kupfer bzw. der Sperrschicht zu einer stoffschlüssigen elektrischen Verbindung kommt.
Nachahmenswert ist, dass die der elektrischen Leitung zugeordnete Elektrode eine ebene oder konvexe oder konkave Form aufweist. Durch die Auswahl der Form lässt sich ein optimales Oxidbrechen bei der Verdichtung und ein optimales, umgehend danach erfolgendes, Verschweißen erreichen. Es hat sich bewährt, dass die der elektrischen Leitung zugeordnete Elektrode mit Seitenbegrenzungen zur Haltung des elektrischen Leiters ausgestattet ist. Insbesondere bei einer eben oder konvex gestalteten Elektrode können die z.B. keramischen Seitenbegrenzungen ein besseres Zusammenhalten der einzelnen Litzendrähte bewirken.
Nachahmenswert ist, dass mindestens eine der Elektroden in ihrer Leitfähigkeit senkrecht zur Stromflussrichtung in einem Gradienten abnimmt, die Festigkeit der Elektrode über den gesamten Temperaturbereich dennoch konstant bleibt. Dadurch kann erreicht werden, dass trotz unterschiedlicher Entfernung des elektrischen Drahtes zu dem kleineren, heißen Bereich des Anschlusselements über den Querschnitt des elektrischen Leiters gleiche Stromflüsse erreicht werden, so dass der elektrische Leiter möglichst gleichmäßig über seine ganze Fläche zu schmelzen beginnt.
Die Erfindung wird anhand von, diese darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 die Prinzipdarstellung eine Widerstandsschweißvorrichtung zum Durchführen des Verfahrens,
Figur 2 einen Ausschnitt aus der Widerstandsschweißvorrichtung im Bereich der beiden Elektroden vor dem Verdichtungsvorgang,
Figur 3 einen Ausschnitt entsprechend Figur 2 nach dem Verdichtungsvorgang,
Figur 4 einen Ausschnitt entsprechend Figur 3 jedoch mit konkaver Elektrode, Figur 5 einen ähnlichen Ausschnitt mit an dem Anschlusselement angeordneter Sicke vor dem Verdichtungsvorgang,
Figur 6 einen Ausschnitt gemäß Figur 5 nach dem Verdichtungsvorgang,
Figur 7 einen Ausschnitt betreffend die Elektroden mit keramischer
Seitenbegrenzung vor dem Verdichtungsvorgang,
Figur 8 einen Ausschnitt gemäß Figur 7 nach dem Verdichtungsvorgang,
Figur 9 einen Ausschnitt im Bereich der Elektroden, wobei das Anschlusselement als Kabelschuh ausgebildet ist vor dem Verdichtungsvorgang,
Figur 10 einen Ausschnitt gemäß Figur 9 nach dem Verdichtungsvorgang,
Figur 11 einen Ausschnitt ähnlich Figur 9, jedoch mit zusätzlicher Sicke im
Anschlusselement und oberer Gradientenelektrode vor dem Verdichtungsvorgang,
Figur 12 eine Ansicht gemäß Figur 11 nach dem Verdichtungsvorgang,
Figur 13 ein Beispiel für das Aussehen einer Erhöhung bzw. Sicke,
Figur 14 Ein Beispiel für die vollflächige Beschichtung eines
Anschlusselementes,
Figur 15 die Lagerung der unteren Elektrode, die über einem Generator mit Sonotrode als Verdichter aufgebaut ist, Figur 16 eine untere Elektrode, die als Verdichter ein Kurbelgetriebe für laterale Bewegung der unteren Elektrode aufweist,
Figur 17 die untere Elektrode, mit einem Kurbelgetriebe, welches eine Wippbewegung der unteren Elektrode bewirkt, und
Figur 18 das Zeitdiagramm für die Anpresskraft sowie den Elektrodenstrom während des Verdichtungsvorgangs und des Schweißvorgangs.
Figur 1 zeigt eine Widerstandsschweißvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Sie besteht im Wesentlichen aus einem C- förmigen Rahmen 1 , an dessen oberem Schenkel ein Druckkraftsteller 2 befestigt ist. Bei dem Druckkraftsteller 2 kann es sich um einen pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch angetriebenen Zylinder 3 handeln, in dem sich ein Kolben 4 befindet. Der Kolben 4 arbeitet über ein Federelement 5, der vorzugsweise eine degressive Kennlinie aufweist, auf den oberen Elektrodenhalter 6. Der obere Elektrodenhalter 6 hält die obere Elektrode 7, deren große Fläche auf dem Ende eine elektrischen Leitung 8, die z. B. aus einer Aluminiumdrahtlitze besteht, aufliegt. Die elektrische Leitung 8 wiederum liegt auf dem Anschlusselement 9 auf, welches hier eine aus Kupfer bestehende Kontaktfläche bildet. Die untere Elektrode 10, die einen erheblich kleinere Oberfläche als die obere Elektrode 7 aufweist, ist von einem unteren Elektrodenhalter 11 gehalten, welcher über einen Verdichter 12 am unteren Schenkel des C-förmigen Rahmens 1 gehalten ist.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 im Bereich der oberen Elektrode 7 und der unteren Elektrode 10 vor dem Verdichtungsvorgang. Sowohl die untere Elektrodenhalterung 11 und gegebenenfalls die untere Elektrode 10 sowie die obere Elektrodenhalterung 6 und die obere Elektrode 7 sind mit einer Kühlung 13 für die untere Elektrode 10 sowie einer Kühlung 14 für die obere Elektrode 7 ausgestattet. Die elektrische Leitung 8 ist als oxidierter, runddrahtförmiger Litzenverbund dargestellt. Die obere Elektrode 7 ist ebenso plan ausgeführt wie das Anschlusselement 9.
Durch das Absenken der oberen Elektrode 7 nach Figur 3 wird die elektrische Leitung 8 verdichtet. Dabei reißen die an der Oberfläche der einzelnen Litzen befindlichen Oxidschichten 15 auf und die Innenbereiche 16 der einzelnen Litzen der elektrischen Leitung 8 kommen sowohl mit der oberen Elektrode 7 als auch mit dem Anschlusselement 9 in Kontakt. Um die Verdichtung der Litzen der elektrischen Leitung 8 und den Kontakt der Innenbereiche der Litzen untereinander sowie mit der oberen Elektrode 7 als auch dem Anschlusselement 9 noch zu verbessern kann das Anschlusselement 9 über die untere Elektrode 10 durch den Verdichter 12 in Schwingungen versetzt werden.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt ähnlich der Figur 3. Hier weist die obere Elektrode 7 in Richtung auf die elektrische Leitung 8 eine konkave Form auf, durch welche beim späteren Schweißvorgang die dann schmelzende elektrische Leitung 8, auch deren Randbereiche besser auf das Anschlusselement 9 ausrichtet werden.
Figur 5 zeigt eine obere Elektrode 7 sowie eine untere Elektrode 10 mit dazwischen angeordneter elektrischer Leitung 8 sowie dazwischen angeordnetem Anschlusselement 9 vor dem Verdichtungsvorgang. Das Anschlusselement 9 weist quer zur Längserstreckung der elektrischen Leitung 8 mindestens eine Sicke 17 auf. Die Kontaktfläche zwischen den Elektroden und der elektrischen Leitung 8 einerseits und dem Anschlusselement 9 andererseits ist durch das Design der Elektroden vorgegeben. Die Kontaktfläche zwischen der elektrischen Leitung 8 einerseits und dem Anschlusselement 9 andererseits kann jedoch starken Schwankungen unterworfen sein. Durch das Design der Elektroden wird auch versucht eine Stromkonzentration beim Schweißvorgang zu erreichen. Bei Komponenten mit sehr unterschiedlicher Festigkeit, wie hier einerseits Aluminium und andererseits Kuper, ist eine derartige Strom konzentration nur schwer zu erreichen. Daher wird an dem Anschlusselement 9 eine Sicke 17 oder ein Buckel vorgesehen. Damit kann der Schweißstrom über die genau definierten Rücken des Buckels bzw. der Sicke 17 fließen. Die Abmessungen der Sicke 17 sind in Abhängigkeit der Schmelztemperaturen der jeweiligen Matenalzusammensetzung der elektrischen Leitung 8 sowie des Anschlusselements 9 so zu wählen, dass die erforderliche Stromwärme (nach dem Stromwärmegesetz) im Schweißvorgang erzeugt wird.
Figur 6 zeigt die Elektrodenanordnung nach Figur 5 nach dem Verdichtungsvorgang.
Figur 7 zeigt wieder eine plane obere Elektrode 7 sowie eine erheblich kleinere untere Elektrode 10. Auf der unteren Elektrode 10 ist das ebenfalls plane Anschlusselement 9 angeordnet. Weiterhin ist die elektrische Leitung 8 zu erkennen. Damit beim Verdichtungsvorgang und beim späteren Schweißvorgang nicht Teile der elektrischen Leitung 8 aus dem Bereich zwischen oberer Elektrode 7 und dem Anschlusselement 9 herausgedrückt werden, sind keramische Seitenbegrenzungen 18 vorgesehen, die, wie Figur 8 zeigt, dafür sorgen, dass die verdichtete elektrische Leitung 8 nicht seitlich über die obere Elektrode 7 hinausquillt.
Figur 9 zeigt das Anschlusselement 9, welches in Form eines Kabelschuhs 19 gebogen ist. Die obere Elektrode 7 weist zur elektrischen Leitung 8 hin eine konvex geformte Fläche auf. Damit es beim Verdichtungsvorgang und späteren Schweißvorgang zwischen den Wangen des Kabelschuhs 19 und der oberen Elektrode 7 zu keinen Kurzschlüssen kommen kann, weist die obere Elektrode 7 Isolierschichten 20 auf. Figur 10 zeigt den Ausschnitt gemäß Figur 9 im verdichteten Zustand. Hier ist zu erkennen, dass nicht die obere Elektrode 7, sondern die Isolierschicht 20 dem nach oben stehenden Schenkel des Kabelschuhs 19 gegenübersteht.
Um eine noch bessere Verteilung des Stromflusses zu gewährleisten, zeigt Figur 11 eine obere Elektrode 7, die Bereiche unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist. Neben der Isolierschicht 20 ist eine Schicht 21 mit mittlerer Leitfähigkeit und in der Mitte der oberen Elektrode 7 eine Schicht mit hoher Leitfähigkeit dargestellt. Das Anschlusselement 9 ist auch hier als Kabelschuh 19 ausgebildet, der zusätzlich noch eine Sicke 17 aufweist.
Im verdichteten Zustand nach Figur 12 ist zu erkennen, dass die obere Elektrode 7 mit der hohen Leitfähigkeit einen bestimmten Abstand zum Anschlusselement 9 aufweist. Die Schicht 21 mit mittlerer Leitfähigkeit ist zwar näher an dem aufstehenden Schenkel des Kabelschuhs 19 angeordnet, durch die geringere Leitfähigkeit wird jedoch zwischen dieser Schicht 21 und dem aufstehenden Schenkel des Kabelschuhs 19 ungefähr die gleiche Stromwärme erzeugt wie zwischen der weiter beabstandeten eine hohe Leitfähigkeit aufweisenden oberen Elektrode 7 und dem Anschlusselement 9.
Figur 13 zeigt ein Anschlusselement 9 mit einer einstückig aufgesetzten Sicke 17. Auf die Sicke 17 wird, nicht dargestellt, die elektrische Leitung verdichtet und anschließend verschweißt. Die Sicke 17 weist eine bestimmte, vorgebbare Fläche auf. Die Fläche muss groß genug sein, um eine ausreichende Verbindung mit dem elektrischen Leiter zu gewährleisten, sollte jedoch möglichst klein sein, da nur diese Fläche beim Schweißvorgang möglichst hoch erhitzt werden muss.
Figur 14 zeigt ein Anschlusselement 9‘ mit einer tiefgezogenen Sicke 17, welches eine Beschichtung 34 aufweist. Die Beschichtung besteht aus einem Material welches eine Sperrschicht zwischen der elektrischen Leitung und dem Anschlusselement darstellt. Die Sperrschicht weist einen höheren spezifischen Widerstand als das Anschlusselement auf, so dass bei Durchfluss des Schweißstroms genau im Verbindungsbereich zum elektrischen Leiter zusätzliche Wärme im Anschlusselement entsteht, die den Schweiß- bzw. Diffusionsvorgang positiv beeinflusst. Die Beschichtung 34 kann, wie gezeigt umlaufend sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Anschlusselement 9 nur einseitig oder nur im Bereich der Sicke 17 beschichtet ist. Anstelle der Beschichtung könnte auch eine Folie mit den entsprechenden Widerstandsdaten verwendet werden.
Figur 15 zeigt die untere Elektrode 10 und die untere Elektrodenhalterung 11 , die über den Verdichter 12 auf dem C-förmigen Rahmen 1 abgestützt ist. Bei dem Verdichter 12 handelt sich es sich in diesem Fall um einen Generator mit Sonotrode, die bewirkt, dass die untere Elektrode 10 und damit das darauf angeordnete Anschlusselement 9 lineare Schwingbewegungen ausführt. Die Schwingbewegungen des Anschlusselements 9 bewirken, dass beim Verdichtungsvorgang ein besserer Kontakt zwischen der elektrischen Leitung 8 und dem Anschlusselement 9 erzeugt werden kann. Sie bewirkt aber auch, dass die Abstände der Litzen zueinander durch die Bewegung der einzelnen Litzendrähte gegeneinander beim Verdichtungsvorgang noch kleiner werden.
Figur 16 zeigt ebenfalls einen Verdichter 12, der hier über ein Pendellager 23 und einen Kurbelantrieb 24 auf den unteren Elektrodenhalter 11 wirkt. Wird der untere Elektrodenhalter 11 vom Kurbelgetriebe angetrieben, bewirkt die Ausgestaltung des hier gezeigten Pendellagers, dass die untere Elektrode 10 laterale und vertikale Bewegungen durchführt. Auch diese Bewegungen dienen der besseren Verdichtung der elektrischen Leitung 8 und der Herstellung eines besseren Kontakts zwischen der elektrischen Leitung 8 und dem Anschlusselement 9.
In Figur 17 ist das Pendellager 23 geringfügig anders aufgebaut. Dieses bewirkt im Zusammenhang mit dem Antrieb über das Kurbelgetriebe 24, dass die untere Elektrode 10 und damit auch das Anschlusselement 9 Wipp- und Kippbewegungen ausführt. Auch diese Bewegungen dienen dazu, den Verdichtungsvorgang zu unterstützen und die Verbindung zwischen denen, am Stromfluss beteiligten Elementen zu verbessern.
Figur 18 zeigt zwei ineinander geschachtelte Diagramme. Sie zeigt einerseits die Anpresskraft 25 über die Zeit und andererseits den Elektrodenstrom 26 über die Zeit.
Die vom Druckkraftsteller 2 aufgebrachte Anpresskraft 25 liegt zunächst bei 0, da die obere Elektrode 7 zunächst auf die miteinander zu verbindenden Materialien, d. h. die elektrische Leitung 8 und das Anschlusselement 9 zugefahren werden muss, wobei, solange sich die Materialien noch nicht berühren, keine Kraft aufgewandt werden muss. Ist der Spalt zugefahren, beginnt eine gedämpfte Klemmung, wobei die gedämpfte Klemmkraft 27 stetig ansteigt bis die Verdichtungskraft 28 erreicht ist. Dabei kann die Verdichtungskraft 28 als konstante Verdichtungskraft gemäß der punktierten Linie oder als zeitveränderliche Verdichtungskraft gemäß durchgezogener Linie eingestellt werden.
Während des Anliegens der Verdichtungskraft 28 reißt die Oxidschicht 15 auf den Litzen der elektrischen Leitung 8 auf. Das geschieht sowohl bei konstanter Verdichtungskraft, noch besser jedoch bei zeitveränderlicher Verdichtungskraft.
Nach Erreichen der Verdichtungskraft 28 wird für die Zeit des Verdichtungsvorgangs ein steigender, ggf. stufenweise steigender Verdichtungsstrom 29 eingeschaltet. Dieser Verdichtungsstrom, der vorzugsweise als konstanter oder modulierter, gleichförmiger oder mittelfrequent pulsierender, in seiner Amplitude einstellbarer Gleichstrom oder Wechselstrom angelegt werden sollte, bewirkt eine Erwärmung, sowohl der elektrischen Leitung 8 als auch des Anschlusselements 9. Da die aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Innenbereiche 16 der elektrischen Leitung 8 eine andere Wärmeausdehnung als die auf der Oberfläche der Litzen gewachsenen Oxidschichten 15 aufweisen, d. h. sich der Innenbereich der Litze 16 stärker ausdehnt als die Oxidschicht 15 wird durch die Erwärmung der elektrischen Leitung 8 erreicht, dass die Oxidschicht 15 durch den sich stärker ausdehnenden Innenbereich der Litze aufplatzt.
Kurz vor Ende des Verdichtungsvorgangs, nach Erreichen eines bestimmten, vorgebbaren Verdichtungsweges wird der Verdichtungsstrom 29 abgeschaltet. Am Ende des Verdichtungsvorgangs wird die Verdichtungskraft 28 gesenkt bis auf die für den Schweißvorgang benötigte Schweißkraft 30. Nach Erreichen der Schweißkraft 30 wird ein vorzugsweiser gleichförmiger oder mittelfrequent pulsierender Gleichstrom als Schweißstrom 31 auf die Elektroden geschaltet. Damit beginnt die Aufschmelzphase 32 in der Verbindungszone.
Nach Erreichen eines bestimmten, vorgebbaren Schweißweges wird der Schweißstrom 31 abgeschaltet und es beginnt die Abkühlphase 33 der Schweißverbindung über die Kühlung der Elektroden. Am Ende der Abkühlphase 33 wird die Anpresskraft 25, in diesem Falle die Schweißkraft 30 aufgehoben. Anschließend kann das Anschlusselement 9 mit der verschweißten elektrischen Leitung 8 entnommen werden.
Ggf. kann hier umgehend ein zuvor über die elektrische Leitung 8 gezogener Schrumpfschlauch über die Schweißverbindung gezogen und durch eigene Wärme bzw. externe Wärme geschrumpft werden. Bezugszeichen:
1 C-förmiger Rahmen
2 Druckkraftsteller
3 Zylinder
4 Kolben
5 Federelement
6 obere Elektrodenhalter
7 obere Elektrode
8 elektrische Leitung
9 Anschlusselement
10 untere Elektrode
11 untere Elektrodenhalter
12 Verdichter
13 Kühlung
14 Kühlung
15 Oxydschicht
16 Innenbereich der Litze
17 Sicke
18 Seitenbegrenzungen
19 Kabelschuh
20 Isolierschichten
21 Schicht (mittlere Leitfähigkeit)
22 Generator mit Sonotrode
23 Pendellager
24 Kurbelgetriebe
25 Anpresskraft
26 Elektrodenstrom
27 gedämpfte Klemm kraft
28 Verdichtungskraft
29 Verdichtungsstrom
30 Schweißkraft
31 Schweißstrom
32 Aufschmelzphase
33 Abkühlphase
34 Beschichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbinden mindestens einer mindestens einen Draht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufweisenden elektrischen Leitung (8) mit einem Anschlusselement (9), das aus zur elektrischen Leitung (8) artfremden Metallmaterial besteht, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Platzieren eines Endes der mindestens einen elektrischen Leitung (8) und des Anschlusselements (9) zwischen den Elektroden (7, 10) einer Widerstandsschweißvorrichtung, b) Aufeinander zufahren mindestens einer der Elektroden (7; 10) auf die weitere Elektrode (10; 7) und Verdichten des Endes der elektrischen Leitung (8), c) während des Verdichtens ein Verformen und Aufbrechen der Oxidschicht (15) an der Oberfläche des Endes der elektrischen Leitung (8) durch die Krafteinwirkung des Verdichtungsvorgangs, d) ohne Öffnung der Elektroden (7, 10) anschließendes Einstellen einer Schweißkraft (30) und darauffolgende Beaufschlagen der Elektroden (7, 10) mit einem Schweißstrom (31 ) unter Beibehaltung der Schweißkraft (30), e) Erhitzen des Endes der elektrischen Leitung (8) und des Anschlusselements (9) unter Beibehaltung der Schweißkraft (30) mit bezüglich der elektrischen Leitung (8) geringerem Wärmestrom als bezüglich des Anschlusselements (9) bis in den Bereich des Schmelzpunkts der elektrischen Leitung (8), f) Eindiffundieren von Atomen der elektrischen Leitung (8) in die erhitzte Oberfläche des Anschlusselements (9), g) Abschalten des elektrischen Stroms, h) Auseinanderfahren der Elektroden (7, 10) nach Verfestigung des Endes der elektrischen Leitung. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche Wärmestrom in Abhängigkeit von den Elektrodenabmessungen und/oder von der Elektrodenkühlung und/oder vom Elektrodenmatenal vorgebbar ist. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (8) aus einer mehrdrähtigen Aluminiumlitze besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungsvorgang mit einer gegenüber der Schweißkraft (30) erhöhten Anpresskraft (25) der Elektroden (7, 10) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungs- und/oder Schweiß-Anpresskraft zeitlich und/oder in ihrer Größe veränderlich vorgebbar ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektrode (7; 10) unter angelegter Anpresskraft (25) zu einer translatorischen und/oder rotatorischen und/oder oszillierenden Bewegung in jede beliebige Raumrichtung angeregt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verdichtungsvorgangs ein zusätzlicher Wärmeeintrag erfolgt, der gegenüber dem Wärmeeintrag während des Schweißvorgangs niedrigerer ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der beiden zu verschweißenden Komponenten eine partielle oder vollflächige, ein- oder mehrseitige Sperrschicht mit höherem spezifischen Widerstand angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht durch eine zwischengelegte Folie gebildet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schließen der Elektroden (7, 10) ein Flussmittel auf die zu verbindenden Komponenten aufgetragen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Oberfläche der zu verschweißenden Komponenten vor dem Verdichtungsvorgang mittels Plasma oder Laser reinigungsbeaufschlagt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (9) im Bereich der mit ihm zu verbindenden elektrischen Leitung (8) mindestens eine Erhöhung aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Schweißkraft (30) durch ein, mit degressiver Federkennlinie arbeitendes, zwischen einem Druckkraftsteller (2) und der, diesem zugeordneten Elektrode (7) angeordnetes Federelement (5) möglichst konstant gehalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die fertiggestellte Schweißverbindung durch eine Schutzhülle oder eine mit Schutzgel gefüllte Schutzhülle ummantelt wird. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend eine Widerstandsschweißvorrichtung mit mindestens zwei Elektroden (7, 10), von denen mindestens eine beweglich antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die, der elektrischen Leitung (8) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zugeordnete Elektrode (7) eine größere Kontaktfläche als die mit ihr zusammenwirkende, dem artfremden Metallmaterial zugeordnet Gegenelektrode (10) aufweist, und/oder dass die Elektroden (7, 10) jeweils aus Materialien bestehen die sicherstellen, dass die der elektrischen Leitung (8) zugeordnete Elektrode (7) weniger Wärme erzeugt als die Gegenelektrode (10). Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die der elektrischen Leitung (8) zugeordnete Elektrode (7) eine ebene oder konvexe oder konkave Form aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der, der elektrischen Leitung (8) zugeordneten Elektrode (7) Seitenbegrenzungen (18) zur Halterung der elektrischen Leitung (8) zugeordnet sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Elektroden (7; 10) in ihrer Leitfähigkeit senkrecht zur Stromflussrichtung in einem Gradienten abnimmt, die Festigkeit der Elektrode (7; 10) über den gesamten Temperaturbereich dennoch konstant bleibt.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19902405B4 (de) 1999-01-22 2005-10-27 Feindrahtwerk Adolf Edelhoff Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung einer korrosionsresistenten, elektrischen Verbindung
CN101867098A (zh) * 2009-04-14 2010-10-20 株式会社电装 铝导体端子装置及其制造方法
JP4961444B2 (ja) * 2009-02-12 2012-06-27 ナグシステム株式会社 Ａｌ線半田付け方法及び端子
JP2013020761A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd アルミリッツ線の端子接続方法及び端子接続部
EP2362491B1 (de) 2010-02-26 2017-10-04 Delphi Technologies, Inc. Verfahren zum Verbinden einer elektrischen Leitung mit einem elektrischen Anschlusselement
DE102017106742B3 (de) 2017-03-29 2018-03-08 Auto-Kabel Management Gmbh Verbindung eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19902405B4 (de) 1999-01-22 2005-10-27 Feindrahtwerk Adolf Edelhoff Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung einer korrosionsresistenten, elektrischen Verbindung
JP4961444B2 (ja) * 2009-02-12 2012-06-27 ナグシステム株式会社 Ａｌ線半田付け方法及び端子
CN101867098A (zh) * 2009-04-14 2010-10-20 株式会社电装 铝导体端子装置及其制造方法
EP2362491B1 (de) 2010-02-26 2017-10-04 Delphi Technologies, Inc. Verfahren zum Verbinden einer elektrischen Leitung mit einem elektrischen Anschlusselement
JP2013020761A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd アルミリッツ線の端子接続方法及び端子接続部
DE102017106742B3 (de) 2017-03-29 2018-03-08 Auto-Kabel Management Gmbh Verbindung eines Anschlussteils mit einer Litzenleitung

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