Application de la technologie de liaison par diffusion dans les connecteurs flexibles en feuille de cuivre

D'un point de vue physique-mécanique, le processus de liaison par diffusion peut être globalement divisé en trois étapes qui se chevauchent. La première est l'étape de contact physique : sous l'influence de la pression et de la température, les aspérités de la surface subissent une déformation plastique ; à mesure que la pression est appliquée en continu, la véritable zone de contact s'étend jusqu'à ce que toute la surface atteigne un contact fiable. La seconde est l'étape de diffusion inter-atomique, au cours de laquelle une couche de liaison robuste se forme. La troisième et dernière étape implique la croissance de cette couche de liaison dans le matériau en vrac. Ces trois processus ne sont pas strictement discrets mais s'accompagnent de phénomènes complexes comme la recristallisation. Dans la fabrication pratique, en contrôlant avec précision ces paramètres, il est possible de fabriquer avec succès des composants électriques complexes-tels que des barres omnibus flexibles en feuille de cuivre avec tubes isolés-garantissant ainsi leur sécurité et leur fiabilité pendant un service à long-terme.

La sélection des paramètres de soudage est le facteur critique déterminant les performances globales du joint, la température, la pression et le temps étant les variables les plus importantes. La température influence non seulement la limite d'élasticité du matériau, mais régit également directement le comportement de diffusion atomique et l'efficacité de l'élimination des vides ; généralement, une formule empirique de T=(0,6–0,8) Tm est appliquée, où Tm représente le point de fusion le plus bas des matériaux impliqués. Un contrôle précis de la température garantit que les connecteurs de barres omnibus flexibles en feuille de cuivre atteignent une résistance mécanique et une conductivité électrique supérieures sans faire fondre le matériau de base, évitant ainsi les dommages dus aux contraintes thermiques souvent associés au soudage par fusion traditionnel.

Une caractéristique déterminante du collage par diffusion est qu’il n’induit ni déformation macroscopique ni déplacement relatif des pièces à assembler ; en outre, elle peut être réalisée avec ou sans l'utilisation d'un matériau intercalaire entre les surfaces de contact. Cet attribut rend la technique idéale pour l'assemblage direct de métaux similaires et de matériaux non métalliques -, produisant des résistances de joint égales ou presque égales à celles du matériau de base. Pour les matériaux sujets à la fissuration lors du soudage par fusion traditionnel-tels que les superalliages à base de nickel-et les-alliages d'aluminium à haute résistance-cette technologie offre des avantages inégalés. Il est fréquemment utilisé dans la fabrication de connecteurs de barres omnibus de batterie en feuille de cuivre très fiables, améliorant considérablement la stabilité des connexions internes au sein des packs de batteries.

De plus, le collage par diffusion démontre des performances exceptionnelles dans l’assemblage de matériaux différents ; en effet, environ 70 % de ses applications pratiques impliquent de tels scénarios. Qu'il s'agisse de joindre du cuivre à de l'aluminium, de l'aluminium à de l'acier inoxydable ou de la céramique à des alliages Kovar, une liaison efficace peut être obtenue avec succès. Cette compatibilité robuste permet aux barres omnibus flexibles laminées d'intégrer de manière transparente des matériaux métalliques aux propriétés diverses, exploitant ainsi pleinement les avantages uniques de chaque couche constitutive pour répondre aux exigences exigeantes en matière de transmission électrique et de support mécanique dans des conditions de fonctionnement complexes.