Sammenligning af ultralydssvejsning og U-formede krympetrådseler

Omfattende sammenligning af ultralydssvejsning og U-type krympeledninger
jeg. Arbejdsprincip

Ultralydssvejsning
Gennem højfrekvente mekaniske vibrationer (normalt 20kHz eller 40kHz), metalkontaktfladen gnides for at generere varme, og molekylær fusion opnås i fast tilstand. Det tilhører solid fase svejseteknologi. Der kræves ingen strøm eller høj temperatur varmekilde for at undgå problemer med oxidation og sprøjt.

U-form kobberterminaler Åben tønde Crimp Wire Kabel Hurtig ledningsføring Butt Docking Connector Sortiment Kit

Højkvalitets U-form U-type billedningsnetkonnektorer Kobber Messing krympeforbindelsesklemmer til 6-10 mm2 kabel

Ledningssæt til elektriske konnektorer med ring, Spade, Bagdel, Hurtig afbrydelse, Crimp wire seler

U-type krympning
Koldstempling af flere ledninger ved hjælp af U-formede terminaler, mekanisk forbindelse gennem friktion genereret af fysisk deformation. Processen er enkel, men der kan være små hulrum indeni på grund af utilstrækkelig deformation.

III. Proces og omkostninger

Investering i udstyr
De oprindelige omkostninger ved ultralydssvejsemaskine er høje (specielt svejsehoved og højpræcisionsparameterjustering er påkrævet), men de langsigtede vedligeholdelsesomkostninger er lave; U-type krympeudstyr har lave omkostninger, men terminaler og forme skal udskiftes ofte.

Produktionseffektivitet
Ultralydssvejsning har en høj hastighed (<1 sekund/punkt), som er velegnet til masseproduktion; U-type krympning kræver manuel hjælp til at justere trådens position, og effektiviteten er lidt lavere.
Materialekrav
Ultralydssvejsehoveder kræver specielle legeringer med høj slidstyrke (såsom titanlegeringer), og fremstillingsprocessen er kompleks; U-formede terminaler er for det meste kobber- eller aluminiumslegeringer, med en høj grad af standardisering.

Iv. ‌Miljøbeskyttelse og sikkerhed‌
Ultralydssvejsning har ingen gnister, kræver ikke lodde eller flusmiddel, og er i tråd med trenden med grøn fremstilling‌;
U-formet krympning er afhængig af fysisk deformation, og selvom det ikke har nogen emissioner, det kræver behandling af metalaffald.

V. ‌Typiske applikationsscenarier‌
‌Prioriteret ultralydssvejsning‌:
Højspændingsledninger til nye energikøretøjer, kommunikationslinjer om bord (såsom CAN bus), præcisionssensor ledningsnet, og andre områder, der har strenge krav til lav modstand og høj pålidelighed. ‌Prioriteret U-formet crimpning:
Almindelige lavspændingsledninger, ledningsnet til billige køretøjer, og midlertidige reparationsscenarier.

Oversigt
Ultralydssvejsning har flere fordele i ydeevne, holdbarhed, og miljøbeskyttelse, men prisen er højere; U-formet crimpning er kendt for sin økonomi og fleksibilitet, og er velegnet til konventionelle scenarier. Den faktiske udvælgelse skal evalueres grundigt i kombination med specifikke proceskrav, omkostningsbudgetter, og produktpositionering.

Isoleret U-type gaffel rød-blå terminalsæt Elektrisk ledning Kabel Crimp Spade Ring Connector Sortiment

Ultralydsmetalsvejsning af terminaler med isoleringskrympe – erminal svejsemaskine, Afisolerings- og krympemaskine

Nettoværdien af ​​den ultrasoniske metalsvejseproces

Ultralydssvejsning og U-formet krympning bruges i vid udstrækning i virksomheden som de to vigtigste metoder til at forbinde billedninger. Denne artikels ledningsnetingeniør introducerer hovedsageligt de to forbindelsesmetoder mellem ledninger, ultralydssvejsning og U-formet crimpning, inden for produktion og fremstilling af ledningsnet til biler. En komparativ analyse af fordele og ulemper ved disse to metoder blev udført, som kan give en reference til valget af forbindelsesmetoder mellem ledninger i produktionsprocessen af ​​ledningsnet til biler.

Efterhånden som funktionerne af elektriske apparater til biler bliver mere og mere komplekse, og der er flere og flere varianter, ledningsnettet tjener som medium for signaltransmission mellem forskellige elektriske apparater i bilen. Sløjfeforholdet mellem ledningsnetledninger bliver mere og mere komplekse, og der er flere og flere check-in-punkter mellem ledninger. For eksempel, der er hundredvis af fastlåste punkter i førerhusets ledningsnet på tunge lastbiler.
Derfor, stansningsprocessen er en meget vigtig del af krympeprocessen for ledningsnettet. Spørgsmål såsom valg af stansemetoder og valget af stanseudstyr skal overvejes af ledningsnetprocesdesignere og endda firmaproduktion.

1 – De vigtigste metoder og introduktion af indtjekning af billedningsnet
I bilindustrien ledningsnet, stansning refererer til at forbinde de blotlagte kobbertråde efter at have fjernet isoleringen af ​​hver ledning ved svejsning eller krympning for at danne en løkke. Det fastsiddende punkt refererer til den position, hvor hvert ledningsnet sidder fast. I henhold til placeringen af ​​det fastsiddende punkt mellem ledningerne, stansemetoden kan opdeles i åbningsstansning og dockingstansning.
Åben stansning betyder, at hovedledningen er en hel leder, og at spændepunktet er på hovedledningen, men ikke i begge ender af hovedledningen. De resterende ledninger svejses på den position, hvor hovedtrådens isolering fjernes, så det kaldes også mid-stripping punch.
Stumpning betyder, at spændepunktet er for enden af ​​wiren, og den ene ende af ledningen er forbundet med den ene ende af andre ledninger, der skal udstanses gennem krympning eller svejsning. Det kan være én leder og flere ledere, eller to eller flere ledere og flere ledere. De ledninger, hvor begge ender er involveret i stansning, kaldes overgangstråde. Enkeltsidestansning er en særlig måde at stanse på, altså, alle ledninger er svejset eller krympet på samme side. Åbningspunch-in og docking-punch-in er vist i figuren 1.
Figur 1, Skematisk diagram af wire stripping og docking.
Afhængig af udstyr og principper, stansning kan opdeles i to typer: ultralydssvejsning og krympning af U-formede dele.
Ultralydssvejsning er en svejsemetode, der bruger højfrekvente mekaniske vibrationer til at rekombinere overfladen af ​​svejsematerialet. Det er en proces mellem koldtrykssvejsning og friktionssvejsning. Den konverterer lavfrekvent elektricitet til højfrekvent elektricitet, konverterer derefter højfrekvent elektrisk energi til højfrekvent mekanisk vibrationsenergi, og transmitterer derefter den højfrekvente mekaniske vibrationsenergi til overfladerne af de to metaller, der skal svejses. Og påfør et lodret tryk på svejseoverfladen, får de to metaloverflader til at gnide mod hinanden for at generere varmeenergi til at smelte metallet, og under det korte pres, smelten vil danne en fusion mellem de molekylære lag, når bindingsoverfladen størkner.
Princippet for ultralydssvejsning er vist i figur 2. Til krympning af U-formede dele, de U-formede dele og krympemaskine vælges ud fra kontakternes samlede tråddiameter. En speciel krympematrice og kæber er udviklet til hver type U-formet stykke, og derefter koldstemples to eller flere ledninger sammen ved hjælp af U-formet stykke krympeudstyr. U-formet stykke krympning er en simpel fysisk klemning af ledningens kobbertråd gennem den U-formede del af metalstykket, og overfladefriktionen mellem tilstødende kobbertråde bruges til at sikre forbindelsen mellem ledningen og det U-formede stykke.
Figur 2 Skematisk diagram af ultralydssvejseprincippet

2 – Sammenlignende analyse af ultralydssvejsning og krympning af U-formede dele
2.1 Komparativ analyse af ledende egenskaber
Spændingsfald er en vigtig indikator for en lednings ledende ydeevne. Det såkaldte spændingsfald refererer til den potentialforskel, der dannes over modstanden, når strømmen løber. Ifølge Ohms lov U=RI, når kredsløbets strøm er konstant, spændingen er proportional med modstanden, altså, jo større modstand, jo større spændingsfald, og jo mindre modstand, jo mindre spændingsfald. Spændingsfaldet U for en isoleret leder beregnes som:
U=IPL/A
(1) I formlen, U—spændingsfald; P-resistivitet; L - trådlængde; A—trådtværsnitsareal.
U-formet krympning er en simpel ekstrudering af lederens kobbertråd for at forårsage fysisk deformation af kobbertråden for at skabe en forbindelse gennem friktion. Tilstødende kobbertråde i ledningen er stadig uafhængige metalenheder og kan ikke være i fuldstændig kontakt for at danne huller. Eksistensen af ​​disse tomrum er uundgåelig, hvilket vil få krympedelens resistivitet P til at stige, spændingsfaldet U at stige, og ledningsevnen falder, derved reducerer transmissionskvaliteten af ​​elektriske signaler. Påvirker den normale drift af elektrisk og elektronisk udstyr. Efter ultralydssvejsning, de tilstødende metaller smeltes sammen til en helhed, hvilket resulterer i en bedre tæthed end svejsedelen af ​​U-formede dele. Der vil ikke være tomrum, resistiviteten er lav og tæt på nul, spændingsfaldet ved ultralydssvejsning er lavere under de samme forhold, og ledningsevnen og signaltransmissionskvaliteten er bedre. Desuden, ultralydssvejsedelen har en lavere modstand end den U-formede dels krympning, hvilket reducerer varmeakkumuleringen forårsaget af kontaktmodstand. Til en vis grad, kvalitetsfaren ved afbrænding af ledningsnettet forårsaget af den lokale temperaturstigning i ledningsnettet undgås.

2.2 Komparativ analyse af anvendelsesomfang
Ultralydssvejsning er meget effektiv til at forbedre signaltransmissionskvaliteten og strømtransmissionskapaciteten af ​​ledninger, og kan også forbedre stabiliteten af ​​bilers elektriske systemer. For eksempel, ledninger med et tværsnitsareal på 10 mm2 eller mere og Controller Area Network (KAN) ledninger kræver generelt ultralydssvejsning. Imidlertid, ultralydsvibrationer vil ødelægge belægningen. Kobberoverfladebelægninger såsom sølvbelægning, zinkbelægning, fortinning, etc. kan forhindre oxidation og forbedre ledningsevnen. Fortinning af kobbertråd har stor indflydelse på ultralydssvejsning. Smeltepunkterne for tin og kobber er meget forskellige. Under svejsning, tinlaget er hurtigt i smeltet tilstand, blokerer således kombinationen af ​​kobberatomer og påvirker svejsekvaliteten. Til belagte ledninger, U-formet krympning er generelt påkrævet.

2.3 Sammenlignende analyse af svejsekvalitet
Ultralydssvejsematerialer har metalegenskaber, der er ikke-smeltende og ikke-skøre, og er minimalt påvirket af ekstern fugt, støv, olie og gas. Det er ikke let at forårsage korrosion, oxidation og andre uønskede forhold i kobbertråden, derved undgås forringelse af ledningsnettets ledningsevne og signaltransmissionsydelse, og pålideligheden af ​​fastsiddende forbindelse er høj. Der er restspændinger i trådkernen ved krympedelen af ​​de U-formede dele, og der er risiko for metalstempling, og der er risiko for oxidation og rust under barske arbejdsforhold. Ikke så pålidelig som ultralydssvejsning. Ultralydssvejsning har en rektangulær form ved svejsepunktet, uden løse kerneledninger, knækkede ender eller revnede kerneledninger, og ledningerne er ikke bøjede og føres ud lige fra smeltepunktet. Ultralydssvejsning kan forårsage overdreven svejseblink og gennembore det beskyttende varmekrympelige rør; enden af ​​trådkernen strækker sig for at overlappe trådisoleringslaget; tråden kommer ikke ud i en lige linje fra fusionspunktet; trådkernen flyver ud og gennemborer det beskyttende varmekrympbare rør. Et defekt produkt forårsaget af en eller flere knækkede kernetråde på grund af svejseprocessen (generelt, det kræves, at antallet af manglende kernetråde for hver ledning ikke overstiger 10%). Når U-formede dele er krympet, trådkernen kan flyve ud og gennembore det beskyttende krympeslange; enden af ​​trådkernen strækker sig for at overlappe trådisoleringslaget; trådkappen presses af stansestykket; den samlede diameter af stansetråden svarer ikke til stansestykket, etc.

2.4 Komparativ analyse af omkostninger
Ultralydssvejsning kræver metalmaterialer med god sejhed (lille mekanisk tab under lydbølgetransmission). Derfor, de mest almindeligt anvendte materialer er aluminiumslegering og titanlegering. Imidlertid, ultralydsmetalsvejsning kræver, at svejsehovedet er slidstærkt (højere hårdhed er påkrævet), hvilket gør valg af materialer sværere, fordi hårdhed og sejhed er iboende modsætning, hvilket kræver udvælgelse af stålmaterialer af meget høj kvalitet. For at maksimere den effektive levetid for svejsehovedet, omkostningerne er meget høje. Prisen på ultralydssvejsemaskiner er generelt højere end prisen på crimpemaskiner, og den oprindelige investering er højere. Ved brug af U-formet crimpning, der kræves et U-formet stykke til hvert spændepunkt i selen. Ledningsprodukter med mange fastlåste punkter og store partier bruger et stort antal U-formede dele, resulterer i høje kumulative omkostninger. For eksempel, prisen på U-formede dele er 0.05 RMB/stk, og antallet af klemmepunkter for førerhusets ledningsnet er 100 stykker/hængende, derefter de samlede omkostninger ved at producere 1,000 førerhus ledningsnet U-formede dele er 5,000 RMB.

2.5 Komparativ analyse af funktionalitet
Før ultralydssvejsning og krympning af U-formede dele, det er nødvendigt at sortere de afisolerede kobbertråde fra de svejsede ledninger for at undgå problemer såsom skæve kobbertråde, grater, spredte kobbertråde, og kontaminering med fremmedlegemer.
Under ultralydssvejseprocessen, ledningerne skal placeres lodret overlappende, og ledningerne med stort tværsnitsareal skal være tæt på svejseværktøjshovedet nedenfor for at sikre tilstrækkelig svejsning. Lederne skal placeres mod amboltoverfladen, tæt mod hinanden, for at give tilstrækkelig soliditet efter svejsning. Længden af ​​lederoverlapning bør generelt være mellem 5 mm og 7 mm. Hvis den overlappende længde er for kort, det er svært at sikre svejsestyrken. Hvis den overlappende længde er for lang, svejseenden bliver let skæv, gør det ubelejligt for den næste proces. Oxidation, knækkede ledninger, defekter og smeltning af isoleringslaget er generelt ikke tilladt på overfladen af ​​svejsefugen. Det skematiske diagram over ultralydssvejsning er vist i figuren 3.

Figur 3, Skematisk diagram af ultralydssvejsning
U-formede dele crimpning produktion er hurtig, og udstyret er enkelt. I princippet, antallet af krympede ledninger til U-formede dele bør ikke overstige 5. Den anbefalede stablingsrækkefølge af ledninger er fra tyk til tynd og fra top til bund. Lederen skal presses helt ind i den krympede del af stansestykket. Trådenderne skal være synlige på begge sider af det U-formede stykke og længden (C) fra isoleringen til stansestykket bør ikke være større end 3 mm, og længden af ​​trådkernen, der strækker sig ud af stansestykket, skal være 0≤B≤1 mm. Det skematiske diagram af den U-formede komponentpresseoperation er vist i figuren 4.

Figur 4, U-formede dele crimpning skematisk diagram

3 – Sammenfatning
Ultralydssvejsning har lavere resistivitet, mindre spændingsfald, bedre elektrisk ledningsevne og højere pålidelighed end krympning af U-formede dele, men det kræver en stor investering i udstyr, svejsehovedet er dyrere, og den kan ikke svejse belagte metaller. Krympning af U-formede dele har et bredere anvendelsesområde end ultralydssvejsning, og udstyret er enkelt og nemt at betjene. Imidlertid, U-formede dele bruger mange forbrugsstoffer. Sammenlignet med ultralydssvejsning, U-formede dele har højere resistivitet, større spændingsfald, dårligere ledningsevne, og dårligere pålidelighed. . Fabrikanter af ledningsnet til biler bør foretage en omfattende evaluering af disse to ledningsforbindelsesmetoder og foretage rimelige konfigurationer. Imidlertid, ultralydssvejsning, som en ny avanceret svejseteknologi, har indlysende fordele såsom overlegen ledningsevne og miljøbeskyttelse, og er udviklingsretningen for fremstilling af ledningsnet til biler.