Comparació de la soldadura per ultrasons i els arnesos de filferro en forma d'U

Comparació completa de la soldadura per ultrasons i l'arnès de cablejat de crimpat tipus U
Jo. Principi de funcionament

Soldadura per ultrasons
A través de vibracions mecàniques d'alta freqüència (normalment 20 kHz o 40 kHz), la superfície de contacte metàl·lica es frega per generar calor, i la fusió molecular s'aconsegueix en estat sòlid. Pertany a la tecnologia de soldadura en fase sòlida. No es requereix cap font de calor actual o d'alta temperatura per evitar problemes d'oxidació i esquitxades.

Terminals de coure en forma d'U Cable de filferro crimpat de barril obert Cablejat ràpid Kit d'assortiment de connectors d'acoblament a cul

Connectors d'arnès de cablejat de cotxe en forma d'U d'alta qualitat Terminals d'unió de llautó de coure per a cable de 6-10 mm2

Kit d'assortiment de connectors elèctrics de filferro amb anell, Pala, cul, Desconnexió ràpida, Arnés de filferro de crim

Crimpat tipus U
Estampació en fred de diversos cables mitjançant terminals en forma d'U, connexió mecànica per fricció generada per deformació física. El procés és senzill, però pot haver-hi cavitats minúscules a l'interior a causa d'una deformació insuficient.

III. Procés i cost

Inversió en equipaments
El cost inicial de la màquina de soldadura per ultrasons és elevat (Es requereix un capçal de soldadura especial i un ajust de paràmetres d'alta precisió), però el cost de manteniment a llarg termini és baix; L'equip de crimpat tipus U té un cost baix, però els terminals i els motlles s'han de substituir amb freqüència.

Eficiència de producció
La soldadura per ultrasons té una velocitat ràpida (<1 segon/punt), que és adequat per a la producció en massa; El crim de tipus U requereix assistència manual per ajustar la posició del cable, i l'eficiència és lleugerament inferior.
Requisits de materials
Els capçals de soldadura per ultrasons requereixen aliatges especials amb alta resistència al desgast (com ara els aliatges de titani), i el procés de fabricació és complex; Els terminals en forma d'U són majoritàriament aliatges de coure o alumini, amb un alt grau d'estandardització.

IV. Seguretat i protecció del medi ambient
La soldadura per ultrasons no té espurnes, no requereix soldadura ni flux, i està en línia amb la tendència de la fabricació verda‌;
El crimpat en forma d'U es basa en la deformació física, i encara que no té emissions, requereix el tractament de residus metàl·lics.

V. Escenaris d'aplicació típics
Soldadura per ultrasons prioritària:
Arnes de cablejat d'alta tensió per a vehicles d'energia nova, línies de comunicació a bord (com pot autobús), Arnes de cablejat del sensor de precisió, i altres camps que tenen requisits estrictes de baixa resistència i alta fiabilitat. Crimpat prioritari en forma d'U:
Arnes de cablejat ordinari de baixa tensió, Arnes de cablejat de vehicles de baix cost, i escenaris de reparació temporal.

Sumari
La soldadura per ultrasons té més avantatges en el rendiment, durabilitat, i protecció del medi ambient, però el cost és més elevat; El crimatge en forma d'U és conegut per la seva economia i flexibilitat, i és adequat per a escenaris convencionals. La selecció real s'ha d'avaluar exhaustivament en combinació amb els requisits específics del procés, pressupostos de costos, i posicionament del producte.

Forquilla aïllada tipus U Conjunt de terminals vermell-blau Cable de fil elèctric Assortiment de connectors d'anell d'anell de pala

Soldadura de metalls per ultrasons de terminals amb crimpat d'aïllament – Màquina de soldadura erminal, Màquina de pelar i engarzar

El valor net del procés de soldadura de metalls per ultrasons

La soldadura per ultrasons i el crimpat en forma d'U s'utilitzen àmpliament a l'empresa com els dos mètodes principals per connectar els cables del cablejat d'automòbils.. L'enginyer d'arns de cablejat d'aquest article presenta principalment els dos mètodes de connexió entre cables, soldadura per ultrasons i crimpat en forma d'U, en la producció i fabricació de cablejats d'automoció. Es va realitzar una anàlisi comparativa dels avantatges i desavantatges d'aquests dos mètodes, que pot proporcionar una referència per a la selecció de mètodes de connexió entre cables en el procés de producció d'arnes de cablejat d'automòbils.

A mesura que les funcions dels aparells elèctrics d'automoció es tornen més i més complexes, i cada cop hi ha més varietats, l'arnès de cablejat serveix com a mitjà per a la transmissió del senyal entre diversos aparells elèctrics de l'automòbil. Les relacions de bucle entre els cables de l'arnès de cables són cada cop més complexes, i cada cop hi ha més punts de registre entre cables. Per exemple, hi ha centenars de punts enganxats al cablejat de la cabina dels camions pesats.
Per aquesta raó, el procés de perforació és una part molt important del procés de crimpat de l'arnès de filferro. Aspectes com la selecció de mètodes de perforació i la selecció d'equips de perforació han de ser considerats pels dissenyadors de processos d'arns de filferro i fins i tot per la producció de l'empresa..

1 – Els principals mètodes i la introducció de la facturació del cablejat del cotxe
A la indústria del cablejat d'automoció, La perforació es refereix a connectar els cables de coure exposats després de treure l'aïllament de cada cable mitjançant la soldadura o el crim per formar un bucle.. El punt enganxat es refereix a la posició on cada arnès de cables està enganxat. Segons la posició del punt enganxat entre els cables, el mètode de perforació es pot dividir en perforació d'obertura i perforació d'acoblament.
La perforació oberta significa que la línia principal és un conductor sencer i el punt de subjecció es troba a la línia principal, però no als dos extrems de la línia principal.. Els cables restants es solden a la posició on es desprèn l'aïllament del cable principal, així que també s'anomena punxó de desmuntatge mitjà.
La punxada a tope significa que el punt de subjecció es troba a l'extrem del cable, i un extrem del cable està connectat a un extrem d'altres cables que s'han de perforar mitjançant un engarxat o soldadura. Pot ser un conductor i diversos conductors, o dos o més conductors i múltiples conductors. Els cables en què els dos extrems participen en el punxonat s'anomenen cables de transició. El punxonat d'un sol costat és una forma especial de punxar a cul, és a dir, tots els cables estan soldats o enganxats al mateix costat. El punch-in d'obertura i el punch-in d'acoblament es mostren a la figura 1.
Xifra 1, Diagrama esquemàtic de desmuntatge i acoblament de cables.
En funció de l'equip i principis, el punxonat es pot dividir en dos tipus: soldadura per ultrasons i engastat de peces en forma d'U.
La soldadura per ultrasons és un mètode de soldadura que utilitza vibracions mecàniques d'alta freqüència per recombinar la superfície del material de soldadura.. És un procés entre la soldadura per pressió en fred i la soldadura per fricció. Converteix l'electricitat de baixa freqüència en electricitat d'alta freqüència, després converteix l'energia elèctrica d'alta freqüència en energia de vibració mecànica d'alta freqüència, i després transmet l'energia de vibració mecànica d'alta freqüència a les superfícies dels dos metalls que cal soldar. I apliqueu una pressió vertical sobre la superfície de soldadura, fent que les dues superfícies metàl·liques es freguen una contra l'altra per generar energia tèrmica per fondre el metall, i sota la pressió curta, la fusió formarà una fusió entre les capes moleculars quan la superfície d'enllaç es solidifiqui.
El principi de la soldadura per ultrasons es mostra a la figura 2. Per al crim de peces en forma d'U, les peces en forma d'U i la màquina de crimpar es seleccionen en funció del diàmetre total del cable dels contactes. Per a cada tipus de peça en forma d'U s'ha desenvolupat una matriu especial de crimpar i mordasses, i després dos o més cables s'estampan en fred juntament amb l'ajuda d'equips de crim de peces en forma d'U. El crim de la peça en forma d'U és una simple pressió física del filferro de coure del cable a través de la part en forma d'U de la peça metàl·lica, i la fricció superficial entre els cables de coure adjacents s'utilitza per garantir la connexió entre el cable i la peça en forma d'U.
Xifra 2 Diagrama esquemàtic del principi de soldadura per ultrasons

2 – Anàlisi comparativa de la soldadura per ultrasons i el crimpat de peces en forma d'U
2.1 Anàlisi comparativa de propietats conductores
La caiguda de tensió és un indicador important del rendiment conductor d'un cable. L'anomenada caiguda de tensió fa referència a la diferència de potencial formada a través de la resistència quan flueix el corrent. Segons la llei d'Ohm U=RI, quan el corrent del circuit és constant, la tensió és proporcional a la resistència, és a dir, més gran és la resistència, més gran és la caiguda de tensió, i com menor és la resistència, menor és la caiguda de tensió. La caiguda de tensió U d'un conductor aïllat es calcula com:
U=IPL/A
(1) A la fórmula, U: caiguda de tensió; P: resistivitat; L: longitud del cable; A: àrea de la secció transversal del cable.
El crimpat en forma d'U és una simple extrusió del cable de coure del conductor per provocar una deformació física del cable de coure per crear una connexió mitjançant la fricció.. Els cables de coure adjacents al cable segueixen sent entitats metàl·liques independents i no poden estar en contacte complet per formar forats.. L'existència d'aquests buits és inevitable, que farà que augmenti la resistivitat P de la peça de crimpada, augmenta la caiguda de tensió U, i disminueix la conductivitat, reduint així la qualitat de transmissió dels senyals elèctrics. Afectar el funcionament normal dels equips elèctrics i electrònics. Després de la soldadura per ultrasons, els metalls adjacents es fusionen en un tot, el que resulta en una millor densitat que la part de soldadura de peces en forma d'U. No hi haurà buits, la resistivitat és baixa i propera a zero, la caiguda de tensió de la soldadura per ultrasons és menor en les mateixes condicions, i la conductivitat i la qualitat de transmissió del senyal són millors. A més, la part de soldadura per ultrasons té una resistència més baixa que la peça en forma d'U, que redueix l'acumulació de calor causada per la resistència de contacte. Fins a cert punt, s'evita el perill de qualitat de la crema de l'arnès de cable causat per l'augment de la temperatura local del cablejat.

2.2 Anàlisi comparativa de l'abast d'ús
La soldadura per ultrasons és molt eficaç per millorar la qualitat de transmissió del senyal i la capacitat de transmissió actual dels cables, i també pot millorar l'estabilitat dels sistemes elèctrics de l'automòbil. Per exemple, cables amb una àrea de secció transversal de 10 mm2 o més i la xarxa d'àrea del controlador (Llauna) els cables generalment requereixen soldadura per ultrasons. No obstant això, La vibració ultrasònica destruirà el recobriment. Recobriments superficials de coure com ara platejat, zincat, estanyat, etc.. pot prevenir l'oxidació i millorar la conductivitat. L'estany de filferro de coure té un gran impacte en la soldadura per ultrasons. Els punts de fusió de l'estany i el coure són molt diferents. Durant la soldadura, la capa d'estany es troba ràpidament en estat fos, bloquejant així la combinació d'àtoms de coure i afectant la qualitat de la soldadura. Per cables revestits, Generalment es requereix un crim en forma d'U.

2.3 Anàlisi comparativa de la qualitat de la soldadura
Els materials de soldadura per ultrasons tenen propietats metàl·liques que no es fonen i no són trencadisses, i es veuen mínimament afectats per la humitat externa, pols, petroli i gas. No és fàcil provocar corrosió, oxidació i altres condicions indesitjables en el fil de coure, evitant així la degradació de la conductivitat del cablejat i el rendiment de la transmissió del senyal, i la fiabilitat de la connexió bloquejada és alta. Hi ha tensions residuals al nucli del filferro a la part de crimpat de les peces en forma d'U, i hi ha risc de rebot de l'estampació metàl·lica, i hi ha risc d'oxidació i rovell en condicions de treball dures. No és tan fiable com la soldadura per ultrasons. La soldadura per ultrasons té una forma rectangular al punt de soldadura, sense cables solts, extrems trencats o cables centrals esquerdats, i els cables no estan doblegats i surten directament des del punt de fusió. La soldadura per ultrasons pot provocar un flaix de soldadura excessiu i perforar el tub protector termoretràctil; l'extrem del nucli del filferro s'estén per sobreposar-se a la capa d'aïllament del cable; el cable no surt en línia recta des del punt de fusió; el nucli de filferro surt volant i perfora el tub protector termocontraíble. Un producte defectuós causat per un o més cables de nucli trencats a causa del procés de soldadura (generalment, cal que el nombre de cables centrals que falten per a cada cable no superi 10%). Quan les peces en forma d'U estan enganxades, el nucli de filferro pot sortir volant i perforar el tub termocontraíble protector; l'extrem del nucli del filferro s'estén per sobreposar-se a la capa d'aïllament del cable; la funda de filferro és pressionada per la peça perforadora; el diàmetre total del filferro de perforació no coincideix amb la peça de perforació, etc..

2.4 Anàlisi comparativa de costos
La soldadura per ultrasons requereix materials metàl·lics amb bona duresa (petites pèrdues mecàniques durant la transmissió d'ones sonores). Per aquesta raó, els materials més utilitzats són l'aliatge d'alumini i l'aliatge de titani. No obstant això, La soldadura de metalls per ultrasons requereix que el capçal de soldadura sigui resistent al desgast (es requereix una duresa més alta), que dificulta la selecció de materials, perquè la duresa i la duresa s'oposen intrínsecament, que requereix la selecció de materials d'acer de molt alta qualitat. Per maximitzar la vida efectiva del capçal de soldadura, el cost és molt alt. El preu de les màquines de soldadura per ultrasons és generalment més alt que el de les màquines de crimpar, i la inversió inicial és més alta. Quan s'utilitza un crim en forma d'U, es requereix una peça en forma d'U per a cada punt de subjecció de l'arnès. Els productes d'arns de filferro amb molts punts enganxats i lots grans utilitzen un gran nombre de peces en forma d'U, resultant en costos acumulats elevats. Per exemple, el preu de les peces en forma d'U és 0.05 RMB/peça, i el nombre de punts de subjecció de l'arnès de cablejat de la cabina és 100 peces/penjades, després el cost total de producció 1,000 Les peces en forma d'U de l'arnès de cablejat de la cabina són 5,000 RMB.

2.5 Anàlisi comparada d'operabilitat
Abans de la soldadura per ultrasons i el crimpat de peces en forma d'U, cal ordenar els cables de coure pelats dels cables de soldadura per evitar problemes com els cables de coure deformats, rebaves, filferros de coure dispersos, i contaminació amb matèria estranya.
Durant el procés de soldadura per ultrasons, els cables s'han de disposar verticalment sobreposats, i els cables de gran secció transversal haurien d'estar a prop del cap de l'eina de soldadura a continuació per garantir una soldadura suficient. Els conductors s'han de col·locar contra la superfície de l'enclusa, perfectament l'un contra l'altre, per proporcionar una solidesa suficient després de la soldadura. La longitud de la superposició del conductor generalment hauria d'estar entre 5 mm i 7 mm. Si la longitud de superposició és massa curta, és difícil assegurar la resistència de la soldadura. Si la longitud de superposició és massa llarga, l'extrem de soldadura es deformarà fàcilment, fent-ho inconvenient per al següent procés. Oxidació, cables trencats, Els defectes i la fusió de la capa d'aïllament generalment no es permeten a la superfície de la junta de soldadura. El diagrama esquemàtic de l'operació de soldadura per ultrasons es mostra a la figura 3.

Xifra 3, Diagrama esquemàtic de l'operació de soldadura per ultrasons
La producció de peces en forma d'U és ràpida i l'equip és senzill. En principi, el nombre de cables enganxats per a peces en forma d'U no ha de superar 5. L'ordre d'apilament recomanat dels cables és de gruixut a prim i de dalt a baix. El conductor s'ha de pressionar completament a la part enganxada de la peça de punxó. Els extrems dels cables han de ser visibles a banda i banda de la peça en forma d'U i la longitud (C) des de l'aïllament fins a la peça de perforació no ha de ser més gran que 3 mm, i la longitud del nucli de filferro que s'estén fora de la peça de perforació hauria de ser 0≤B≤1 mm. El diagrama esquemàtic de l'operació de crimpat de components en forma d'U es mostra a la figura 4.

Xifra 4, Diagrama esquemàtic de l'operació de crimpat de peces en forma d'U

3 – Resum
La soldadura per ultrasons té una menor resistivitat, menor caiguda de tensió, millor conductivitat elèctrica i més fiabilitat que el crimpat de peces en forma d'U, però requereix una gran inversió en equipament, el capçal de soldadura és més car, i no pot soldar metalls xapats. El crimpat de peces en forma d'U té una gamma d'aplicacions més àmplia que la soldadura per ultrasons, i l'equip és senzill i fàcil d'utilitzar. No obstant això, Les peces en forma d'U utilitzen molts consumibles. En comparació amb la soldadura per ultrasons, Les peces en forma d'U tenen una major resistivitat, caiguda de tensió més gran, menor conductivitat, i una fiabilitat més baixa. . Els fabricants de cablejats d'automòbils haurien de realitzar una avaluació exhaustiva d'aquests dos mètodes de connexió de cables i fer configuracions raonables.. No obstant això, soldadura per ultrasons, com una nova tecnologia de soldadura avançada, té avantatges evidents com ara una conductivitat superior i la protecció del medi ambient, i és la direcció de desenvolupament de la fabricació d'arns de cables per a automòbils.