新能源汽车为什么需要超声波金属焊接-车友推荐-聚鸿汽车用品

有不少人都想知道新能源汽车为什么需要超声波金属焊接和焊接汽车导线的相关题，接下让小编详细讲解吧！

在决定如何连接金属时需要考虑许多因素，包括有形和无形特征。根据应用的不同，投资将根据连接设计、焊接材料、几何形状、尺寸和尺寸、环境影响以及特定产品所需的机械和电气完整性而有所不同。一篇文章不可能涵盖所有连接方式，因此我们将重点关注汽车线束行业，并阐明压接、焊接、超声波焊接、激光焊接和电阻焊接之间的区别。

在某些情况下，超声波焊接似乎是唯一的解决方案，或者可能根本不可行。然而，无论选择连接方法时考虑多少变量，超声波焊接似乎比任何其他可行的工艺都能提供更好的长期回报。

超声波金属焊接设备的初始投资成本高于其他焊接工艺，但低于激光焊接设备。那么，为什么这项技术主导线束制造并成为电动和混合动力汽车电池和配电系统的主要技术呢？有色金属超声波焊接几十年来一直是一项经过验证的技术。然而，自20世纪80年代初以来，超声波金属焊接一直在汽车行业占据主导地位，汽车线束制造商成为该技术的最大用户。由于其效率和无与伦比的质量，超声波焊接一出现就在所有汽车品牌中取代了机械压制和电阻焊。由于电动汽车(EV)的兴起，超声波焊接在汽车线束中的使用在过去十年中增长得更快。

图1-汽车线束的传统超声波焊接应用。

平均车辆线束包含180个超声波焊接接头，并且这个数字随着车型年份的增加而增加。原始设备制造商正在为其汽车添加更多电子功能，这需要更多连接器。连接器和电线端子一起形成长、复杂且坚固的线束，控制整个车辆的整个电气系统。由于电线加工固有的劳动强度，电线拼接一直是线束制造的主要焦点。然而，线束行业仍然使用压接或电阻焊来进行压接小电线或连接锡线等应用。一般来说，超声波焊接不适合镀锡零件或钢材等硬质材料。这是电阻焊或激光焊选项可行的地方。然而，就目前非常流行的铝而言，超声波焊接是铝与另一种有色金属焊接时的选择。由于其室温熔化焊接特性，铝可以安全地焊接，而不会熔化或受到热量的显着影响。超声波焊接的优点适用于铝、铜和镁等难以用电阻焊机和激光焊接的导热材料。超声波对于连接薄材料和厚材料也非常有用。

当必须尽量减少对材料性能的热干扰时，超声波通常是最好的焊接工艺。

电线拼接是评估当今线束制造中使用的一些拼接工艺的绝佳示例。在焊接成为可行的选择之前，制造商多年来一直在使用压制工艺。一些原始设备制造商只是使用夹子将电线压接到连接器中。有些甚至浸泡在焊料槽中以确保电气完整性。缺点包括需要额外的材料、专用压机所需的空间、所需的焊接技能以及由于夹紧和焊接产生的机械应力和热量对线束的影响。

因此，从电阻焊开始，接着是超声波焊，线焊就变得非常有必要。这些原因包括超声波金属焊接的低温熔化特性、焊接前去除氧化的能力、连接异种金属、极低的能耗以及使用一台机器和相同的通用设备焊接各种接头尺寸的能力。目的工具。为什么超声波金属线接头是全公认技术的一个引人注目的补充。线束制造商花了几年时间才熟悉该流程并采用该技术。有的从压制转为超声波焊接，有的则先使用电阻焊再转为超声波焊接。超声波焊接设备比当今仍然存在的其他连接方法具有优势。

在过去30年焊接技术的发展过程中，质量和可靠性始终是最终的决定因素。使用——超声波焊接接头可以延长车辆的使用寿命，因此投资回报很容易证明是合理的。如今，下表中的大多数功能都适用于其他金属焊接应用，例如线对端子、端子对端子和母线焊接。

表1显示了每个流程的效益以及直接和间接运营成本。在许多情况下，一种连接方法可能是更好或唯一的选择。在几种连接选项之间做出决定时，请考虑下表中的功能。

表1-比较表

每个接头的运行/维护成本必须同时验证，但质量是重中之重。选择连接方法时需要考虑以下一些因素

初始投资金额及数量

生产速度

消耗品

功耗——超声波焊接需要电阻焊5

额外的基础设施，如水冷却、通风、额外的电气安装等。

设备所需占地面积

随着时间的推移而变化

设置每个应用程序的时间

对模具寿命和质量的影响

图2用于超声波焊丝的工具

超声波金属焊接的优点

低温工艺不影响材料性能。

适用于各种有色金属材料的纯冶金粘合剂

能够焊接不同材料

无连接器夹或焊接等消耗材料。

环保技术

一致的焊接质量、机械和电气性能

快速循环时间

友好的人机界面

无烟、无铅或其他化学物质，确保工人安全。

过程

超声波焊接方法有两种金属和塑料。线性焊接是设备制造商更常用的技术，也是电线连接的标准。扭转焊接技术可用于线性焊接的最常见应用。但由于其独特的特点，在应用几何形状和温和工艺方面具有一定的优势，从而在市场上具有更广泛的应用范围。事实上，在某些情况下，这项技术被证明是电动汽车电池制造商和高压电缆焊接的唯一解决方案。扭转超声波焊接已被证明是一种优越方法的其他示例包括母线、3D端子和集成栅极双极晶体管IGBT。

超声波焊接技术

当前超声波焊接电动汽车应用实例

图5-汽车超声波焊接应用实例图5-汽车超声波焊接应用实例

怎么运行的

线堆叠在振荡/振荡工具和砧座之间。在通过砧施加静力之前，其被在预定空间内。当振动发生时，金属表面升温，使其塑化，并且股线在分子水平上混合并粘合在一起。其结果是形成具有类似于冷加工金属的细晶粒结构的连续焊缝。整个过程非常快，焊接通常不到一秒即可完成。

当今最常见的熔接机在频率为20KHz的机械振动下运行。受力振动会驱散所有污染物并开始冷摩擦焊接，直至焊接完成。由于焊接界面的摩擦，焊接材料的温升小于30。因此，焊接过渡区不存在会导致绞线变脆的线材硬化。这是它相对于电阻焊的众多优势之一，电阻焊通常涉及熔化材料以形成熔核。

图6金属超声波线性焊接过程中的振动和运动。

基本焊接参数和变量

实践证明超声波丝焊的质量和安全性。现在，这在工业40环境中已成为可能，因为可以针对每种应用调整和监控焊接参数。

焊接参数

除了始终预先确定焊接工具和尺寸的条件外，还必须设置四个焊接参数。这些参数通常根据机器控制器提供的默认值进行设置，以启动焊接质量验证。

焊接宽度由机器设定