Сравнение ультразвуковой сварки и U-образного обжима

Комплексное сравнение жгутов проводов ультразвуковой сварки и обжима U-образного типа.
я. Принцип работы

Ультразвуковая сварка
Благодаря высокочастотной механической вибрации (обычно 20 кГц или 40 кГц), металлическая контактная поверхность натирается для выделения тепла, и молекулярный синтез достигается в твердом состоянии. Он относится к технологии твердофазной сварки.. Во избежание проблем с окислением и разбрызгиванием не требуется источник тока или высокотемпературный источник тепла..

U-образные медные клеммы, обжимной провод с открытым стволом, кабель для быстрой проводки, комплект стыковочного разъема

Высококачественные U-образные U-образные разъемы автомобильных жгутов проводов, медные латунные обжимные клеммы для кабеля 6-10 мм2

Ассортимент проводных электрических соединителей с кольцом, лопата, Задница, Быстрое отключение, Обжимные жгуты проводов

U-образный обжим
Холодная штамповка нескольких проводов с использованием U-образных клемм., механическое соединение посредством трения, возникающего в результате физической деформации. Процесс прост, но внутри могут быть крошечные полости из-за недостаточной деформации.

Iii. Процесс и стоимость

Инвестиции в оборудование
Первоначальная стоимость ультразвукового сварочного аппарата высока. (требуется специальная сварочная головка и высокоточная настройка параметров), но стоимость долгосрочного обслуживания низкая; Обжимное оборудование U-типа имеет низкую стоимость., но клеммы и пресс-формы необходимо часто заменять.

Эффективность производства
Ультразвуковая сварка имеет высокую скорость. (<1 секунда/точка), который подходит для массового производства; Обжим U-типа требует ручной помощи для регулировки положения провода., и эффективность немного ниже.
‌Требования к материалам‌
Для ультразвуковых сварочных головок требуются специальные сплавы с высокой износостойкостью. (такие как титановые сплавы), и процесс изготовления сложен; U-образные клеммы в основном состоят из меди или алюминиевых сплавов., с высокой степенью стандартизации.

IV. ‌Охрана окружающей среды и безопасность‌
Ультразвуковая сварка не дает искр., не требует припоя или флюса, и соответствует тенденции экологически чистого производства‌;
U-образное обжатие основано на физической деформации., и хотя у него нет выбросов, требует переработки металлических отходов.

V.. ‌Типичные сценарии применения‌
‌Приоритет ультразвуковой сварки‌:
Высоковольтные жгуты проводов для транспортных средств на новых источниках энергии, бортовые линии связи (например CAN-шина), жгуты проводов прецизионных датчиков, и других областях, к которым предъявляются строгие требования к низкому сопротивлению и высокой надежности.. ‌Приоритет U-образного обжатия‌:
Обычные низковольтные жгуты проводов., недорогие автомобильные жгуты проводов, и сценарии временного ремонта.

Краткое содержание
Ультразвуковая сварка имеет больше преимуществ в производительности, долговечность, и защита окружающей среды, Но стоимость выше; U-образный обжим известен своей экономикой и гибкостью, и подходит для обычных сценариев. Фактический выбор должен быть всесторонне оценить в сочетании с конкретными требованиями процесса, Бюджеты затрат, и позиционирование продукта.

Изолированная вилка-вилочная клемма на установке

Ультразвуковая сварка металла клемм с обжимом изоляции – Сварочный аппарат ерминал, Машина для зачистки и обжима

Чистая стоимость процесса ультразвуковой сварки металлов

Ультразвуковая сварка и П-образное обжатие широко используются на предприятии как два основных метода соединения проводов автомобильных жгутов.. Инженер по жгутам проводов в этой статье в основном знакомит с двумя методами соединения между проводами., ультразвуковая сварка и П-образная опрессовка, в производстве и производстве автомобильных жгутов проводов. Проведен сравнительный анализ преимуществ и недостатков этих двух методов., которые могут служить ориентиром для выбора способов соединения проводов в процессе производства автомобильных жгутов проводов..

Поскольку функции автомобильных электроприборов становятся все более сложными, и разновидностей становится все больше и больше, жгут проводов служит средством передачи сигналов между различными электроприборами в автомобиле.. Петлевые связи между проводами жгутов становятся все более сложными., и точек регистрации между проводами становится всё больше и больше. Например, в жгуте проводов кабины большегрузных грузовиков сотни мест застревания.
Поэтому, Процесс штамповки является очень важной частью процесса обжатия жгутов проводов.. Такие вопросы, как выбор методов штамповки и выбор оборудования для штамповки, должны учитываться разработчиками жгутов проводов и даже производственными компаниями..

1 – Основные методы и внедрение проверки жгутов проводов автомобиля.
В производстве автомобильных жгутов проводов, перфорация означает соединение оголенных медных проводов после снятия изоляции с каждого провода сваркой или обжатием с образованием петли.. Точка застревания относится к положению, в котором застрял каждый жгут проводов.. В зависимости от положения точки застревания между проводами, метод перфорации можно разделить на перфорацию для открытия и перфорацию для стыковки..
Открытая перфорация означает, что основная линия представляет собой целый проводник, а точка зажима находится на основной линии, а не на обоих концах основной линии.. Остальные провода привариваются в месте снятия изоляции с основного провода., поэтому его еще называют пуансоном средней зачистки.
Стыковая пробивание означает, что точка зажима находится на конце проволоки., и один конец провода соединяется с одним концом других проводов, которые необходимо пробить посредством обжима или сварки. Это может быть один проводник и несколько проводников., или два или более проводников и несколько проводников. Проволоки, у которых в пробивании участвуют оба конца, называются переходными проволоками.. Односторонняя пробивание - это особый способ удара встык., то есть, все провода приварены или обжаты с одной стороны. Открывающая и стыковочная врезка показаны на рисунке. 1.
Фигура 1, Принципиальная схема зачистки и стыковки проводов.
В зависимости от оборудования и принципов, перфорацию можно разделить на два типа: ультразвуковая сварка и опрессовка П-образных деталей.
Ультразвуковая сварка — это метод сварки, в котором используется высокочастотная механическая вибрация для воссоединения поверхности сварочного материала.. Это процесс между сваркой холодным давлением и сваркой трением.. Он преобразует низкочастотное электричество в высокочастотное электричество., затем преобразует высокочастотную электрическую энергию в энергию высокочастотной механической вибрации., а затем передает энергию высокочастотной механической вибрации на поверхности двух металлов, которые необходимо сварить.. И примените вертикальное давление на сварочную поверхность., заставляя две металлические поверхности тереться друг о друга, вырабатывая тепловую энергию для плавления металла, и под коротким давлением, расплав образует сплав между молекулярными слоями, когда склеивающая поверхность затвердевает..
Принцип ультразвуковой сварки показан на рисунке. 2. Для опрессовки U-образных деталей, П-образные детали и обжимной станок подбираются исходя из общего диаметра проводов контактов. Для каждого типа U-образной детали разрабатываются специальные обжимные матрицы и губки., а затем два или более проводов подвергаются холодной штамповке вместе с помощью U-образного обжимного оборудования.. Опрессовка П-образной детали — это простое физическое продавливание медной жилы провода через П-образную часть металлической детали., а поверхностное трение между соседними медными проводами используется для обеспечения соединения провода с U-образной деталью..
Фигура 2 Принципиальная схема принципа ультразвуковой сварки

2 – Сравнительный анализ ультразвуковой сварки и опрессовки П-образных деталей.
2.1 Сравнительный анализ проводящих свойств
Падение напряжения является важным показателем проводящих характеристик провода.. Так называемое падение напряжения относится к разности потенциалов, образующейся на резисторе при протекании тока.. По закону Ома U=RI, когда ток в цепи постоянен, напряжение пропорционально сопротивлению, то есть, тем больше сопротивление, тем больше падение напряжения, и чем меньше сопротивление, тем меньше падение напряжения. Падение напряжения U изолированного проводника рассчитывается как:
U=ИПЛ/А
(1) В формуле, U — падение напряжения; P — удельное сопротивление; L — длина провода; А — площадь поперечного сечения провода.
U-образное обжатие — это простое выдавливание медного провода проводника, вызывающее физическую деформацию медного провода для создания соединения за счет трения.. Соседние медные жилы в проводе по-прежнему представляют собой независимые металлические объекты и не могут находиться в полном контакте, образуя отверстия.. Существование этих пустот неизбежно., что приведет к увеличению удельного сопротивления P обжимной части., падение напряжения U увеличить, и проводимость уменьшится, тем самым снижая качество передачи электрических сигналов. Влияет на нормальную работу электрического и электронного оборудования. После ультразвуковой сварки, соседние металлы сплавляются в единое целое, что приводит к лучшей плотности, чем сварная часть U-образных деталей. Пустоты не будет, удельное сопротивление низкое и близкое к нулю, падение напряжения при ультразвуковой сварке ниже в тех же условиях, и проводимость и качество передачи сигнала лучше. Кроме того, деталь ультразвуковой сварки имеет более низкое сопротивление, чем деталь U-образной формы, обжимаемая, что уменьшает накопление тепла, вызванное контактным сопротивлением. В определенной степени, исключается опасность возгорания жгута проводов, вызванная локальным повышением температуры жгута проводов..

2.2 Сравнительный анализ сферы использования
Ультразвуковая сварка очень эффективна для улучшения качества передачи сигнала и пропускной способности проводов., а также может улучшить стабильность автомобильных электрических систем. Например, провода с площадью поперечного сечения 10 мм2 или более и сеть контроллеров (МОЖЕТ) провода обычно требуют ультразвуковой сварки. Однако, ультразвуковая вибрация разрушит покрытие. Покрытия медной поверхности, такие как серебряное покрытие., цинкование, лужение, и т. д.. может предотвратить окисление и улучшить проводимость. Лужение медной проволоки оказывает большое влияние на ультразвуковую сварку.. Температуры плавления олова и меди сильно различаются.. Во время сварки, слой олова быстро переходит в расплавленное состояние, тем самым блокируя соединение атомов меди и влияя на качество сварки.. Для проводов с покрытием, Обычно требуется U-образное обжатие..

2.3 Сравнительный анализ качества сварки
Материалы для ультразвуковой сварки обладают металлическими свойствами, которые не плавятся и не являются хрупкими., и минимально подвержены влиянию внешней влаги, пыль, нефть и газ. Нелегко вызвать коррозию, окисление и другие нежелательные явления в медном проводе, тем самым избегая ухудшения проводимости жгута проводов и характеристик передачи сигнала., и надежность застрявшего соединения высока. В сердечнике проволоки в месте обжима П-образных деталей имеются остаточные напряжения., и есть риск отскока штамповки металла, и существует риск окисления и ржавчины в тяжелых условиях работы.. Не так надежно, как ультразвуковая сварка.. Ультразвуковая сварка имеет прямоугольную форму в месте сварки., без ослабленных проводов, сломанные концы или треснувшие жилы проводов, провода не перегибаются и выходят прямо из места сварки. Ультразвуковая сварка может вызвать чрезмерную сварочную вспышку и пробить защитную термоусадочную трубку.; конец жилы провода выдвигается и перекрывает слой изоляции провода; проволока выходит из места сварки не по прямой линии; жила провода вылетает и пробивает защитную термоусадочную трубку. Дефектное изделие, вызванное повреждением одной или нескольких основных проволок в процессе сварки. (в целом, требуется, чтобы количество недостающих жил жил для каждого провода не превышало 10%). При обжатии П-образных деталей, жила провода может вылететь и пробить защитную термоусадочную трубку; конец жилы провода растягивается, перекрывая слой изоляции провода; оболочка провода прижимается перфоратором; общий диаметр перфорационной проволоки не соответствует перфорируемой детали, и т. д..

2.4 Сравнительный анализ затрат
Ультразвуковая сварка требует металлических материалов с хорошей прочностью. (небольшие механические потери при передаче звуковых волн). Поэтому, наиболее часто используемые материалы — алюминиевый сплав и титановый сплав.. Однако, ультразвуковая сварка металла требует, чтобы сварочная головка была износостойкой (требуется более высокая твердость), что усложняет выбор материалов, потому что твердость и прочность по своей сути противоположны, что требует выбора очень качественных стальных материалов. Для увеличения эффективного срока службы сварочной головки, стоимость очень высокая. Цена на ультразвуковые сварочные аппараты, как правило, выше, чем на обжимные., и первоначальные вложения выше. При использовании П-образного обжима, Для каждой точки зажима жгута требуется U-образная деталь.. В изделиях жгутов проводов с множеством точек застревания и большими партиями используется большое количество U-образных деталей., что приводит к высоким совокупным затратам. Например, цена П-образных деталей составляет 0.05 юаней/шт., а количество точек зажима жгута проводов кабины равно 100 штук/подвешивание, тогда общие затраты на производство 1,000 Жгут проводов кабины U-образные детали есть 5,000 юаней.

2.5 Сравнительный анализ работоспособности
Перед ультразвуковой сваркой и опрессовкой П-образных деталей, необходимо отсортировать зачищенные медные провода сварных проводов, чтобы избежать таких проблем, как искривление медных проводов., картавит, разбросанные медные провода, и загрязнение посторонними предметами.
В процессе ультразвуковой сварки, провода должны располагаться вертикально внахлест, а провода с большой площадью поперечного сечения должны располагаться близко к головке сварочного инструмента внизу, чтобы обеспечить достаточную сварку.. Проводники должны располагаться напротив поверхности наковальни., плотно друг к другу, для обеспечения достаточной прочности после сварки. Длина перекрытия проводников обычно должна составлять от 5 мм и 7 мм. Если длина перекрытия слишком коротка, трудно обеспечить прочность сварки. Если длина перекрытия слишком велика, конец сварки легко деформируется, что делает его неудобным для следующего процесса. Окисление, сломанные провода, На поверхности сварного соединения, как правило, не допускаются дефекты и плавление изоляционного слоя.. Принципиальная схема операции ультразвуковой сварки представлена ​​на рисунке. 3.

Фигура 3, Принципиальная схема операции ультразвуковой сварки
Производство обжимных деталей U-образной формы происходит быстро, а оборудование простое.. В принципе, количество обжимаемых проводов для П-образных деталей не должно превышать 5. Рекомендуемый порядок укладки проводов — от толстого к тонкому и сверху вниз.. Проводник должен быть полностью вдавлен в обжатую часть пуансона.. Концы проволоки должны быть видны с обеих сторон U-образного куска, а длина (В) от изоляции до штамповки не должно быть больше, чем 3 мм, а длина проволочного сердечника, выходящего из штампованного элемента, должна составлять 0≤B≤1 мм.. Принципиальная схема операции опрессовки П-образной детали представлена ​​на рисунке. 4.

Фигура 4, Принципиальная схема операции обжима U-образных деталей

3 - Краткое содержание
Ультразвуковая сварка имеет более низкое удельное сопротивление., меньшее падение напряжения, лучшая электропроводность и более высокая надежность, чем при опрессовке П-образных деталей, но это требует больших вложений в оборудование, сварочная головка дороже, и он не может сваривать плакированные металлы. Опрессовка U-образных деталей имеет более широкий спектр применения, чем ультразвуковая сварка., оборудование простое и удобное в эксплуатации. Однако, П-образные детали требуют большого количества расходных материалов.. По сравнению с ультразвуковой сваркой, П-образные детали имеют более высокое удельное сопротивление., большее падение напряжения, плохая проводимость, и надежность ниже. . Производители автомобильных жгутов должны провести всестороннюю оценку этих двух методов соединения проводов и разработать разумные конфигурации.. Однако, ультразвуковая сварка, как новая передовая технология сварки, имеет очевидные преимущества, такие как превосходная проводимость и защита окружающей среды., и является направлением развития производства автомобильных жгутов проводов..