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汽车线束超声波金属焊接技术

2021-04-16 15:35
当今世界环保经济观念深入人心,无论从电子、电气方面,人们对安全环保的观念都日益增强,尤其在汽车工业中,环保、经济、性能可靠性是近年来人们孜孜不倦追求的目标。众所周知,汽车线束是汽车电路的网络主体,汽车正常工作的神经元。没有线束汽车电路也就不存在。随着汽车制造对汽车零部件的要求越来越高,传统线束制造中的压接和焊接已暴露出诸多弊端,如:压接后接触电阻大;压接后机械强度保证不了还需要点焊,生产效率低,且点焊需要助焊剂和焊料,焊接过程灌溉,焊接点电阻较大,焊接易出现虚焊等问题。超声波金属焊接作为一种新型的先进的焊接技术,它的诸多优越性使得其在汽车线束中得到了较多的应用,尤其是出口线束及汽车上。大家如果看到网状纹路或条状纹路,基本都是采用超声波焊接的。

超声波金属焊接工艺是介于冷压焊和摩擦焊之间的一种工艺,其利用的是高频机械振动产生的高密度能量。超声波金属焊接的焊头机械振动平行于工件表面。焊接时,静压力通过焊头垂直作用在焊接表面上,同时叠加着高频振动的剪切力,当剪切力超过材料弹性极限时,工件接触表面部分地区开始发生滑移,这个剪切力在焊接过程中以每秒钟几万次的频率不断地改变方向,破碎并清除工件表面的污物,纯净金属表面开始呈多点状接触,随着高频振动的延续,纯净金属接触面积不断扩大,直到扩展为整个焊接区,与此同时在接触面上发生原子扩散,金属再结晶生成细晶粒组织结构并且呈现金属冷变形的特性。

目前汽车线束焊接生产工艺主要有压接和超声波焊接两种:压接就是利用端子将多股电线压在一起形成接头;超声波焊是利用超声波振动所产生的物理效应将线头结合起来。
超声波线束焊接是目前汽车线束焊接的一种常见工艺,其原理是通过高频振动对焊接材料表面进行重组,超声波焊接具有能耗低、无污染、固焊、内阻低等优点,不改变焊接件的化学性能,焊接导电性优良。超声波应用于汽车线束焊接生产,最早于欧美流行,主要得益于国外超声波金属焊接技术的发展。二者相比较,压接生产速度快,设备简单,成本低,但是存在金属冲压反弹风险,并且在恶劣工况下存在氧化和生锈风险。所有这些风险均可导致接触不良。超声波焊接虽然初始投资较高,但是压接存在的这些风险在超声波焊接这里都不存在,并且由超声波进行焊接的线束电阻极低,基本接近于零。

与传统的压接点焊相比,超声波线束焊的优点如下: 1、焊接时间短,效率大大提高,快速而节能; 2、焊接材料不熔融、不脆弱导体特性; 3、熔合强度高,焊接后导电性能优越,电阻系极低或近乎零; 4、不需要任何助焊剂、气体、焊料; 5、焊接无火花、烟尘,环保安全; 6、焊接过程稳定,在线检测控制。