Klinčování pro vedení elektrického proudu
V průběhu mnoha let se klinčování osvědčilo v praxi jako vysoce efektivní a spolehlivá technologie spojování plechů. Výhody této technologie se s příchodem elektromobilizace ještě umocňují.
Ve srovnání s jinými spojovacími procesy mají klinčované spoje excelentní vodivostní vlastnosti. Společnost 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, požadavky na úsporu 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. Technologie klinčováné přináší několik výhod:
- proces tváření nepoškozuje povrchovou vrstvu materiálu,
- je velmi fexibilní vzhledem k tloušťce materiálu, jeho kvalitě a povrchu,
- spolehlivě mohou být spojovány až tři vrstvy,
- nedochází k žádnému tepelnému ovlivnění materiálu, a s tím souvisejícím případným deformacím dílu, na rozdíl od svařování nebo pájení,
- tepelně citlivé materiály, jako např. plast, mohou být bez jakéhokoliv poškození umístěny v blízkosti spoje,
- proces může být přesně a automaticky kontrolován.
Tyto výhody jsou velmi důležité pro jednu specifickou vlastnost – klinčované spoje jsou elektricky vodivé.
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 spojí dohromady, což vede k optimálně vodivé struktuře.
Udržení vodivosti
Obecně není vůbec jednoduché vytvořit dlouhodobě stabilní vodivé spojení. Vodivost spoje výrazně snižuje koroze nebo uvolnění spoje způsobené 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 TOX-kulatý bod (vyvinutý mateřskou firmou) 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 TOX® PRESSOTECHNIK použití dvojitého bodu eTWINpoint. Pro vysokou kvalitu spoje je klíčový správný design eClinch nástroje. Před dodáním systému vždy probíhá kontrola v naší laboratoři, včetně protokolu s výsledky testů. Technici zkouší eClinch spoje s ohledem na celkovou tloušťku a tažnost plechů, a stav nástrojů. Pro monitorování vyvinul TOX® PRESSOTECHNIK systém, který kontroluje požadované parametry. Snímače síly měří lisovací sílu v průběhu klinčovacího procesu, a současně měření dráhy zajišťuje dosažení správné zbytkové tloušťky materiálu (rozměr X). Tímto způsobem jsme schopni, kromě pevnostních parametrů, garantovat i vodivost každého elektrického spoje.
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. 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 našim znalostem a zkušenostem jsme s bodem eClinch splnili požadavky elektroprůmyslu na dlouhodobě stabilní elektrické spoje pro přenos energie.
TOX® PRESSOTECHNIK
221
