Poređenje kabelskog svežnja za ultrazvučno zavarivanje i U-oblika

Sveobuhvatno poređenje ultrazvučnog zavarivanja i kabelskog svežnja za presovanje tipa U
I. Princip rada

Ultrazvučno zavarivanje
Kroz visokofrekventne mehaničke vibracije (obično 20 kHz ili 40 kHz), metalna kontaktna površina se trlja kako bi se stvorila toplina, a molekularna fuzija se postiže u čvrstom stanju. Pripada tehnologiji zavarivanja na čvrstoj fazi. Nije potreban strujni ili visokotemperaturni izvor topline kako bi se izbjegli problemi oksidacije i prskanja.

Bakreni terminali u obliku slova U Otvorena cijev Crimp Žičani kabel Brzo ožičenje Komplet za priključivanje konektora

Visokokvalitetni U-oblik U tip konektori kabelskog svežnja za automobile od bakra od mesinga za spajanje terminala za 6-10 mm2 kabela

Komplet za asortiman električnih konektora sa prstenom, Spade, Butt, Quick Disconnect, Crimp Wire Harnesses

U-tip presovanje
Hladno štancanje više žica pomoću terminala u obliku slova U, mehanička veza kroz trenje uzrokovano fizičkom deformacijom. Proces je jednostavan, ali unutra mogu biti sitne šupljine zbog nedovoljne deformacije.

III. Proces i trošak

Ulaganje u opremu
Početna cijena ultrazvučnog aparata za zavarivanje je visoka (Potrebna je posebna glava za zavarivanje i visoko precizno podešavanje parametara), ali su dugoročni troškovi održavanja niski; Oprema za presovanje tipa U ima nisku cijenu, ali terminale i kalupe treba često mijenjati.

Efikasnost proizvodnje
Ultrazvučno zavarivanje ima veliku brzinu (<1 druga/bod), koji je pogodan za masovnu proizvodnju; U-tip krimpovanja zahteva ručnu pomoć za podešavanje položaja žice, a efikasnost je nešto niža.
Materijalni zahtjevi
Glave za ultrazvučno zavarivanje zahtijevaju posebne legure visoke otpornosti na habanje (kao što su legure titanijuma), a proces proizvodnje je složen; Priključci u obliku slova U su uglavnom od legura bakra ili aluminija, sa visokim stepenom standardizacije.

IV. ‌Zaštita životne sredine i bezbednost‌
Ultrazvučno zavarivanje nema varnica, ne zahtijeva lem ili fluks, i u skladu je s trendom zelene proizvodnje‌;
Krimpovanje u obliku slova U oslanja se na fizičku deformaciju, i iako nema emisija, zahtijeva tretman metalnog otpada.

V. ‌Tipični scenariji primjene‌
‌Prioritetno ultrazvučno zavarivanje‌:
Visokonaponski snopovi za nova energetska vozila, komunikacijske linije u vozilu (kao što su CAN autobus), precizni kabelski svežanj senzora, i druge oblasti koje imaju stroge zahtjeve za nisku otpornost i visoku pouzdanost. ‌Prioritetno presovanje u obliku slova U‌:
Obični niskonaponski kablovi, niskobudžetni kabelski svežnja vozila, i scenariji privremene popravke.

Sažetak
Ultrazvučno zavarivanje ima više prednosti u performansama, trajnost, i zaštitu životne sredine, ali trošak je veći; Krimpovanje u obliku slova U poznato je po ekonomičnosti i fleksibilnosti, i pogodan je za konvencionalne scenarije. Stvarni odabir treba sveobuhvatno procijeniti u kombinaciji sa specifičnim zahtjevima procesa, budžeta troškova, i pozicioniranje proizvoda.

Izolirana U-tip viljuška, crveno-plavi set terminala, električni kabel za stezanje, asortiman konektora s lopaticom

Ultrazvučno zavarivanje metala terminala sa izolacijom – erminal aparat za zavarivanje, Mašina za skidanje i presovanje

Neto vrijednost procesa ultrazvučnog zavarivanja metala

Ultrazvučno zavarivanje i uvijanje u obliku slova U se široko koriste u kompaniji kao dvije glavne metode povezivanja žica kabelskog svežnja automobila. Inženjer ožičenja u ovom članku uglavnom uvodi dvije metode povezivanja između žica, ultrazvučno zavarivanje i presovanje u obliku slova U, u proizvodnji i proizvodnji kabelskog svežnja za automobile. Urađena je komparativna analiza prednosti i mana ove dvije metode, koji može pružiti referencu za odabir metoda povezivanja žica u procesu proizvodnje automobilskih kabelskih svežnja.

Kako funkcije automobilskih električnih uređaja postaju sve složenije, a sorti je sve više, kabelski svežanj služi kao medij za prijenos signala između različitih električnih uređaja u automobilu. Odnosi petlje između žica kabelskog svežnja postaju sve složeniji, i sve je više kontrolnih tačaka između žica. Na primjer, postoje stotine zaglavljenih tačaka u kablovima kabine teških kamiona.
Stoga, proces probijanja je vrlo važan dio procesa presovanja kabelskog svežnja. Pitanja kao što su izbor metoda probijanja i izbor opreme za probijanje moraju uzeti u obzir dizajneri procesa kabelskog svežnja, pa čak i proizvodnja kompanije.

1 – Glavne metode i uvođenje provjere kabelskog svežnja automobila
U industriji ožičenja za automobile, probijanje se odnosi na povezivanje izloženih bakrenih žica nakon skidanja izolacije svake žice zavarivanjem ili presovanjem kako bi se formirala petlja. Tačka zaglavljivanja odnosi se na poziciju gdje je svaki kabelski svežanj zaglavio. Prema položaju zaglavljene tačke između žica, Metoda probijanja se može podijeliti na probijanje otvaranja i probijanje pri spajanju.
Otvoreno probijanje znači da je glavni vod cijeli provodnik i da je tačka stezanja na glavnoj liniji, ali ne na oba kraja glavne linije. Preostale žice su zavarene na mjestu gdje je skinuta izolacija glavne žice, pa se naziva i mid-stripping punch.
Kundak znači da je tačka stezanja na kraju žice, a jedan kraj žice je spojen na jedan kraj drugih žica koje treba probušiti presovanjem ili zavarivanjem. Može biti jedan i više provodnika, ili dva ili više vodiča i više provodnika. Žice u kojima su oba kraja uključena u probijanje nazivaju se prelazne žice. Jednostrano probijanje je poseban način probijanja kundaka, to jest, sve žice su zavarene ili stisnute na istoj strani. Ubod za otvaranje i bušenje za spajanje prikazani su na slici 1.
Figura 1, Šematski dijagram skidanja žice i spajanja.
U zavisnosti od opreme i principa, štancanje se može podijeliti u dvije vrste: ultrazvučno zavarivanje i krimpovanje delova u obliku slova U.
Ultrazvučno zavarivanje je metoda zavarivanja koja koristi visokofrekventne mehaničke vibracije za rekombinaciju površine materijala za zavarivanje. To je proces između zavarivanja pod hladnim pritiskom i zavarivanja trenjem. Pretvara niskofrekventnu električnu energiju u visokofrekventnu, zatim pretvara visokofrekventnu električnu energiju u energiju visokofrekventne mehaničke vibracije, a zatim prenosi energiju visokofrekventne mehaničke vibracije na površine dva metala koje je potrebno zavariti. I izvršite vertikalni pritisak na površinu zavarivanja, uzrokujući da se dvije metalne površine trljaju jedna o drugu kako bi se stvorila toplinska energija za topljenje metala, i pod kratkim pritiskom, talina će formirati fuziju između molekularnih slojeva kada se vezna površina stvrdne.
Princip ultrazvučnog zavarivanja prikazan je na slici 2. Za presovanje dijelova u obliku slova U, dijelovi u obliku slova U i mašina za presovanje biraju se na osnovu ukupnog prečnika žice kontakata. Za svaki tip komada u obliku slova U razvijena je posebna matrica za presovanje i čeljusti, a zatim se dvije ili više žica hladno štancaju zajedno uz pomoć opreme za presovanje u obliku slova U. Krimpovanje komada u obliku slova U je jednostavno fizičko stiskanje bakrene žice žice kroz dio metalnog komada u obliku slova U, a površinsko trenje između susjednih bakrenih žica se koristi kako bi se osigurala veza između žice i komada u obliku slova U.
Figura 2 Šematski dijagram principa ultrazvučnog zavarivanja

2 – Uporedna analiza ultrazvučnog zavarivanja i presovanja U-oblika
2.1 Komparativna analiza provodnih svojstava
Pad napona je važan pokazatelj provodljivosti žice. Takozvani pad napona odnosi se na razliku potencijala koja se formira na otporniku kada struja teče. Prema Ohmovom zakonu U=RI, kada je struja kola konstantna, napon je proporcionalan otporu, to jest, što je veći otpor, što je veći pad napona, a što je manji otpor, manji je pad napona. Pad napona U izolovanog provodnika izračunava se kao:
U=IPL/A
(1) U formuli, U—pad napona; P—otpornost; L—dužina žice; A—površina poprečnog presjeka žice.
Krimpovanje u obliku slova U je jednostavno istiskivanje bakrene žice vodiča kako bi se izazvala fizička deformacija bakrene žice kako bi se stvorila veza kroz trenje. Susedne bakrene žice u žici su i dalje nezavisni metalni entiteti i ne mogu biti u potpunom kontaktu da bi formirali rupe. Postojanje ovih praznina je neizbježno, što će uzrokovati povećanje otpornosti P dijela za presovanje, pad napona U da se poveća, a provodljivost se smanjuje, čime se smanjuje kvalitet prenosa električnih signala. Utječe na normalan rad električne i elektroničke opreme. Nakon ultrazvučnog zavarivanja, susjedni metali su stopljeni u cjelinu, što rezultira boljom gustinom od dijela za zavarivanje dijelova u obliku slova U. Neće biti praznina, otpornost je niska i blizu nule, pad napona ultrazvučnog zavarivanja je manji pod istim uslovima, a provodljivost i kvalitet prijenosa signala su bolji. Pored toga, ultrazvučni dio za zavarivanje ima manji otpor od presovanja dijela u obliku slova U, što smanjuje akumulaciju topline uzrokovanu kontaktnim otporom. U određenoj mjeri, izbjegnuta je opasnost po kvalitetu od izgaranja kabelskog svežnja uzrokovanog lokalnim povećanjem temperature kabelskog svežnja.

2.2 Komparativna analiza obima upotrebe
Ultrazvučno zavarivanje je veoma efikasno u poboljšanju kvaliteta prenosa signala i kapaciteta prenosa struje žica, a takođe može poboljšati stabilnost električnih sistema automobila. Na primjer, žice s površinom poprečnog presjeka od 10 mm2 ili više i Controller Area Network (CAN) žice općenito zahtijevaju ultrazvučno zavarivanje. Međutim, ultrazvučne vibracije će uništiti premaz. Bakreni površinski premazi kao što je posrebrenje, pocinčavanje, tin plating, itd. može spriječiti oksidaciju i poboljšati provodljivost. Kalitarizacija bakarne žice ima veliki uticaj na ultrazvučno zavarivanje. Tačke topljenja kalaja i bakra su veoma različite. Tokom zavarivanja, limeni sloj je brzo u rastopljenom stanju, čime se blokira kombinacija atoma bakra i utiče na kvalitet zavarivanja. Za obložene žice, Općenito je potrebno presovanje u obliku slova U.

2.3 Komparativna analiza kvaliteta zavarivanja
Ultrazvučni materijali za zavarivanje imaju metalna svojstva koja se ne tope i nisu lomljivi, i minimalno su pod utjecajem vanjske vlage, prašina, nafte i gasa. Nije lako izazvati koroziju, oksidacije i drugih nepoželjnih stanja u bakrenoj žici, čime se izbjegava degradacija provodljivosti kabelskog svežnja i performansi prijenosa signala, a pouzdanost zaglavljene veze je visoka. Postoje zaostala naprezanja u jezgru žice na dijelu za presovanje dijelova u obliku slova U, i postoji opasnost od ponovnog udaranja metala, i postoji rizik od oksidacije i hrđe u teškim radnim uslovima. Nije tako pouzdan kao ultrazvučno zavarivanje. Ultrazvučno zavarivanje ima pravougaoni oblik na mestu zavarivanja, bez labavih žica sa jezgrom, slomljeni krajevi ili napuknute žice jezgra, a žice nisu savijene i vode pravo iz tačke spajanja. Ultrazvučno zavarivanje može uzrokovati prekomjeran bljesak zavarivanja i probiti zaštitnu termoskupljajuću cijev; kraj jezgra žice se proteže kako bi se preklopio sloj izolacije žice; žica ne izlazi u pravoj liniji iz tačke spajanja; žičano jezgro izleti i probije zaštitnu termoskupljajuću cijev. Neispravan proizvod uzrokovan jednom ili više slomljenih žica jezgre zbog procesa zavarivanja (općenito, potrebno je da broj žica koje nedostaju za svaku žicu ne prelazi 10%). Kada su dijelovi u obliku slova U savijeni, žičano jezgro može izletjeti i probiti zaštitnu termoskupljajuću cijev; kraj jezgra žice se rasteže kako bi se preklopio sloj izolacije žice; žičani omotač je pritisnut komadom za probijanje; ukupan prečnik žice za probijanje ne odgovara komadu za probijanje, itd.

2.4 Komparativna analiza troškova
Ultrazvučno zavarivanje zahtijeva metalne materijale dobre žilavosti (mali mehanički gubitak tokom prenosa zvučnog talasa). Stoga, najčešće korišćeni materijali su legura aluminijuma i legura titana. Međutim, ultrazvučno zavarivanje metala zahtijeva da glava za zavarivanje bude otporna na habanje (potrebna je veća tvrdoća), što otežava izbor materijala, jer su tvrdoća i žilavost inherentno suprotstavljene, što zahtijeva odabir vrlo kvalitetnih čeličnih materijala. Za maksimiziranje efektivnog vijeka glave za zavarivanje, cijena je vrlo visoka. Cijena ultrazvučnih aparata za zavarivanje općenito je viša od cijene mašina za presovanje, a početna investicija je veća. Kada koristite presovanje u obliku slova U, komad u obliku slova U potreban je za svaku steznu tačku u uprtaču. Proizvodi kabelskog svežnja s mnogo zaglavljenih točaka i velikim serijama koriste veliki broj dijelova u obliku slova U, što rezultira visokim kumulativnim troškovima. Na primjer, cijena dijelova u obliku slova U je 0.05 RMB/komad, i broj steznih točaka kabelskog svežnja kabine je 100 komada/visi, zatim ukupni trošak proizvodnje 1,000 kabelski svežanj kabine Dijelovi u obliku slova U su 5,000 RMB.

2.5 Komparativna analiza operabilnosti
Prije ultrazvučnog zavarivanja i presovanja dijelova u obliku slova U, potrebno je razdvojiti ogoljene bakrene žice od zavarenih žica kako bi se izbjegli problemi kao što su iskrivljene bakrene žice, burrs, razbacane bakarne žice, i kontaminacija stranim materijama.
Tokom procesa ultrazvučnog zavarivanja, žice treba da budu raspoređene vertikalno preklapajući se, a žice velikog poprečnog presjeka trebaju biti blizu glave alata za zavarivanje ispod kako bi se osiguralo dovoljno zavarivanja. Provodnike treba postaviti na površinu nakovnja, čvrsto jedno uz drugo, da obezbedi dovoljnu čvrstoću nakon zavarivanja. Dužina preklapanja provodnika bi općenito trebala biti između 5 mm i 7 mm. Ako je dužina preklapanja prekratka, teško je osigurati čvrstoću zavarivanja. Ako je dužina preklapanja preduga, kraj zavarivanja će se lako iskriviti, što ga čini nezgodnim za naredni proces. Oksidacija, pokidane žice, defekti i topljenje izolacionog sloja uglavnom nisu dozvoljeni na površini zavarenog spoja. Šematski dijagram rada ultrazvučnog zavarivanja prikazan je na slici 3.

Figura 3, Šematski dijagram rada ultrazvučnog zavarivanja
Proizvodnja presovanja delova u obliku slova U je brza, a oprema je jednostavna. U principu, broj stisnutih žica za dijelove u obliku slova U ne smije prelaziti 5. Preporučeni redoslijed slaganja žica je od debelog do tankog i od vrha do dna. Provodnik treba da bude u potpunosti utisnut u savijeni deo probojnog komada. Krajevi žice treba da budu vidljivi sa obe strane komada u obliku slova U i dužine (C) od izolacije do komada za probijanje ne bi trebalo da bude veći od 3 mm, a dužina žičane jezgre koja izlazi iz komada za probijanje treba biti 0≤B≤1 mm. Šematski dijagram operacije presovanja komponenti u obliku slova U prikazan je na slici 4.

Figura 4, Šematski dijagram operacije presovanja dijelova u obliku slova U

3 – Sažetak
Ultrazvučno zavarivanje ima nižu otpornost, manji pad napona, bolja električna provodljivost i veća pouzdanost od presovanja dijelova u obliku slova U, ali to zahtijeva velika ulaganja u opremu, glava za zavarivanje je skuplja, i ne može zavariti pozlaćene metale. Krimpovanje delova u obliku slova U ima širi opseg primene od ultrazvučnog zavarivanja, a oprema je jednostavna i laka za rukovanje. Međutim, Dijelovi u obliku slova U koriste mnogo potrošnog materijala. U poređenju sa ultrazvučnim zavarivanjem, Dijelovi u obliku slova U imaju veću otpornost, veći pad napona, lošija provodljivost, i lošiju pouzdanost. . Proizvođači kabelskog svežnja za automobile trebali bi provesti sveobuhvatnu procjenu ove dvije metode povezivanja žica i napraviti razumne konfiguracije. Međutim, ultrazvučno zavarivanje, kao nova napredna tehnologija zavarivanja, ima očigledne prednosti kao što su superiorna provodljivost i zaštita životne sredine, i predstavlja razvojni pravac proizvodnje automobilskog snopa.