Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Klinčování pro vedení elektrického proudu
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Klinčování pro vedení elektrického proudu

Klinčování se v průběhu mnoha let v praxi osvědčilo jako vysoce efektivní a spolehlivá technologie spojování plechů. Výhody této technologie se s příchodem elektromobilizace ještě umocňují. Klinčované spoje mají ve srovnání s jinými spojovacími procesy excelentní vodivostní vlastnosti. TOX Pressotechnik přesně ví, za jakých podmínek je možné použít klinčování pro elektrické spoje.

Výzvy v automobilovém průmyslu jsou velice komplexní – na jedné straně automatizace výroby, kombinace různých materiálů a požadavky na úspory nákladů a energie na straně druhé. Klinčování je efektivní řešení pro spojování plechů procesem hlubokého tváření, při kterém dochází i k částečnému spojení materiálů. Navíc je možné v jednom cyklu vytvořit několik spojů současně. Tato technologie přináší i další výhody. Jde o proces tváření, při kterém nedochází k poškození povrchové vrstvy materiálu. Je velmi flexibilní vzhledem k tloušťce materiálu, jeho kvalitě i povrchu. Spolehlivě mohou být spojovány až tři vrstvy. Při spojování nedochází k žádnému tepelnému ovlivnění materiálu, a s tím souvisejícími případnými deformacemi dílu, jako tomu může být u svařování nebo pájení. V blízkosti spoje proto mohou být umístěny i tepelně citlivé materiály, jako např. plast. Proces klinčování lze přesně a automaticky kontrolovat. Tyto výhody jsou velmi důležité pro jednu specifickou vlastnost – klinčované spoje jsou elektricky vodivé.


TOX-TWINpoint zajišťuje spoj proti pootočení. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Experti z technické univerzity v Drážďanech analyzovali ve svém výzkumném projektu elektrické vlastnosti tvářených spojů pro měděné a hliníkové materiály a definovali podmínky pro optimální, dlouhodobě stabilní vodivost v klinčovaném bodu. Detailní rozbor oblasti spoje odhaluje jedno tajemství dobré vodivosti bodu eClinch. Během procesu klinčování dochází kromě vytvoření stranového zatečení materiálu a třecího spojení také k částečnému propojení materiálů ve formě tzv. kovových mikrokontaktů. Klinčované plechy se prakticky spojí dohromady, což vede k optimálně vodivé struktuře.


TOX-eClinch bod o průměru 6 mm spojující měď a hliník. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Udržení vodivosti

Obecně není vůbec jednoduché vytvořit dlouhodobě stabilní vodivé spojení. Vodivost spoje výrazně snižují koroze nebo uvolnění spoje, které jsou způsobeny např. pomalým úbytkem materiálu nebo mechanickým či tepelným rázem. Klinčování má v porovnání s jinými typy spojů (lepení, svařování, pájení, šroubování) zásadní výhody. Nevyžaduje další přidané materiály. Neporušuje povrchovou vrstvu, a tím zachovává i ochranné povlakování, které teče současně s deformací materiálu. Může tak spojovat hliník s mědí, kombinaci materiálů používaných velmi často v bateriových modulech, a to bez vytvoření izolační vrstvy mezi materiály. Tato technologie studeného tváření je vhodná i pro bateriové články, které jsou velmi citlivé na tepelné ovlivnění. Navíc v porovnání s dalšími typy spojů má kulatý bod vyvinutý firmou TOX Pressotechnik téměř dvojnásobnou plochu spoje, čímž výrazně zvyšuje jeho vodivost. Dosažení těchto parametrů je možné jen při dodržení určitých pravidel. Pro vyšší odolnost spoje vůči krouticímu momentu doporučuje firma použití dvojitého bodu eTWINpoint. Pro vysokou kvalitu spoje je klíčový správný design eClinch nástroje. Před dodáním systému vždy probíhá kontrola v laboratoři, včetně protokolu s výsledky testů. Technici zkoušejí eClinch spoje s ohledem na celkovou tloušťku a tažnost plechů a stav nástrojů. Pro monitorování vyvinula firma systém, který kontroluje požadované parametry. Tenzometrické snímače měří lisovací sílu v průběhu klinčovacího procesu a současné měření dráhy zajišťuje dosažení správné zbytkové tloušťky materiálu. Tímto způsobem lze kromě pevnostních parametrů garantovat i vodivost každého elektrického spoje.


Řez spojem eClinch zvětšený pod mikroskopem – šipky ukazují mikrokontakty mezi dvěma materiály/komponenty. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Přehled rizik

Dodržení podmínek před a v průběhu procesu je velmi důležité. Mechanickými nebo teplotními vlivy může dojít k ubývání materiálu a tím k přerušení mikrokontaktů. Teplota materiálu nesmí překročit 90 °C. Vznikem přechodového odporu může při průchodu větších proudů docházet k lokálnímu přehřátí a poškození spoje. Se stejnými problémy se obecně potýkají i další procesy spojování. U všech elektrických kontaktů je třeba dbát zvýšené opatrnosti. Znalost možných rizik je klíčová pro bezpečný a spolehlivý proces.


Několik bodů eTWINpoint a eClinch bod pro pojistkový box do automobilu. (Zdroj: TOX Pressotechnik)

Soubor opatření, od správného designu nástrojů, jejich kontroly před dodáním až po monitorování procesu ve výrobě, dělá z technologie eClinching efektivní a bezpečný proces spojování elektrických komponentů. Díky znalostem a zkušenostem byly s bodem eClinch splněny požadavky elektroprůmyslu na dlouhodobě stabilní elektrické spoje pro přenos energie.

Michal Badin

TOX Pressotechnik

MBadin@tox-cz.com

https://cz.tox-pressotechnik.com/

Další články

Automobilový průmysl
Materiály konstrukční kovové
Technologie spojování/ dělení materiálů
Technologie tváření, slévárenství

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: