Primerjava ultrazvočnega varjenja in kabelskih pasov v obliki črke U v obliki črke U

Obsežna primerjava ultrazvočnega varjenja in U-tipa stiskanja kabelskega snopa
I. Načelo delovanja

Ultrazvočno varjenje
Z visokofrekvenčnimi mehanskimi vibracijami (običajno 20kHz ali 40kHz), kovinska kontaktna površina je drgnjena, da se ustvari toplota, in molekularna fuzija se doseže v trdnem stanju. Spada v tehnologijo varjenja na trdni fazi. Da bi se izognili težavam z oksidacijo in brizganjem, ni potreben vir toplote z električnim tokom ali visoko temperaturo.

Bakreni priključki v obliki črke U Odprt sod za stiskanje žice Kabel za hitro napeljavo Priklopni konektor Sortimentni komplet

Visokokakovostni konektorji avtomobilskih kabelskih snopov tipa U v obliki črke U, bakrene medeninaste spojne sponke za 6-10 mm2 kabel

Komplet žičnih električnih konektorjev z obročem, Spade, Zadnjica, Hitri odklop, Žični snopi za stiskanje

U-tip stiskanja
Hladno žigosanje več žic z uporabo sponk v obliki črke U, mehanska povezava s trenjem, ki nastane zaradi fizične deformacije. Postopek je preprost, vendar so lahko zaradi nezadostne deformacije v notranjosti majhne votline.

Iii. Postopek in stroški

Investicija v opremo
Začetni stroški ultrazvočnega varilnega stroja so visoki (potrebna je posebna varilna glava in zelo natančna nastavitev parametrov), vendar so dolgoročni stroški vzdrževanja nizki; Oprema za stiskanje tipa U ima nizke stroške, vendar je treba terminale in kalupe pogosto zamenjati.

Učinkovitost proizvodnje
Ultrazvočno varjenje ima visoko hitrost (<1 sekunda/točka), ki je primeren za masovno proizvodnjo; Za stiskanje v obliki črke U je potrebna ročna pomoč za prilagoditev položaja žice, in učinkovitost je nekoliko manjša.
Materialne zahteve
Ultrazvočne varilne glave zahtevajo posebne zlitine z visoko odpornostjo proti obrabi (kot so titanove zlitine), in proizvodni proces je zapleten; Sponke v obliki črke U so večinoma bakrene ali aluminijeve zlitine, z visoko stopnjo standardizacije.

Iv. ‌Varstvo okolja in varnost‌
Ultrazvočno varjenje ne povzroča isker, ne zahteva spajkanja ali talila, in je v skladu s trendom zelene proizvodnje‌;
Kriptanje v obliki črke U temelji na fizični deformaciji, in čeprav nima emisij, zahteva obdelavo kovinskih odpadkov.

V. ‌Tipični scenariji uporabe‌
‌Prioritetno ultrazvočno varjenje‌:
Visokonapetostni kabelski snopi za nova energetska vozila, komunikacijske linije na vozilu (kot je vodilo CAN), kabelski snopi natančnih senzorjev, in druga področja, ki imajo stroge zahteve za nizko odpornost in visoko zanesljivost. ‌Prioritetno stiskanje v obliki črke U‌:
Navadni nizkonapetostni kabelski snopi, nizkocenovni kabelski snopi za vozila, in scenariji začasnih popravil.

Povzetek
Ultrazvočno varjenje ima več prednosti pri izvedbi, vzdržljivost, in varstvo okolja, vendar je strošek višji; Krimpanje v obliki črke U je znano po svoji ekonomičnosti in fleksibilnosti, in je primeren za običajne scenarije. Dejansko izbiro je treba celovito ovrednotiti v kombinaciji s posebnimi procesnimi zahtevami, stroškovni proračuni, in pozicioniranje izdelka.

Izolirane vilice U-Type Rdeče-modri komplet sponk Električna žica Kabel Crimp Spade Ring Connector Asortiman

Ultrazvočno kovinsko varjenje sponk z izolacijskim stiskanjem – erminal varilni stroj, Stroj za luščenje in stiskanje

Neto vrednost postopka ultrazvočnega varjenja kovin

Ultrazvočno varjenje in stiskanje v obliki črke U se v podjetju pogosto uporabljata kot dve glavni metodi povezovanja žic avtomobilskega kabelskega snopa. Inženir za kabelske snope v tem članku predstavlja predvsem dva načina povezovanja med žicami, ultrazvočno varjenje in stiskanje v obliki črke U, v proizvodnji in proizvodnji avtomobilskih kabelskih snopov. Izvedena je bila primerjalna analiza prednosti in slabosti teh dveh metod, ki lahko zagotovi referenco za izbiro povezovalnih metod med žicami v proizvodnem procesu avtomobilskih kabelskih snopov.

Funkcije avtomobilskih električnih naprav postajajo vse bolj zapletene, in sort je vedno več, kabelski snop služi kot medij za prenos signala med različnimi električnimi napravami v avtomobilu. Razmerja zank med žicami kabelskega snopa postajajo vse bolj zapletena, med žicami pa je vedno več točk za prijavo. Na primer, v kabelskem snopu kabine težkih tovornjakov je na stotine zataknjenih točk.
Zato, postopek prebijanja je zelo pomemben del postopka stiskanja žičnih snopov. Vprašanja, kot sta izbira metod prebijanja in izbira opreme za prebijanje, morajo upoštevati oblikovalci procesov žičnih snopov in celo proizvodnja podjetja.

1 – Glavne metode in uvedba preverjanja napeljave avtomobilov
V industriji avtomobilskih kabelskih snopov, prebijanje se nanaša na povezovanje izpostavljenih bakrenih žic po odstranitvi izolacije vsake žice z varjenjem ali stiskanjem, da se oblikuje zanka. Zataknjena točka se nanaša na položaj, kjer je zataknjen vsak kabelski snop. Glede na položaj zataknjene točke med žicami, metodo prebijanja lahko razdelimo na odpiranje in prebijanje.
Odprto luknjanje pomeni, da je glavni vod cel vodnik in je vpenjalna točka na glavnem vodu, vendar ne na obeh koncih glavnega voda. Preostale žice so zvarjene na mestu, kjer je z glavne žice odstranjena izolacija, zato se imenuje tudi luknjač na sredini.
Čelno luknjanje pomeni, da je vpenjalna točka na koncu žice, in en konec žice je povezan z enim koncem drugih žic, ki jih je treba preluknjati s stiskanjem ali varjenjem. Lahko je en vodnik in več vodnikov, ali dva ali več vodnikov in več vodnikov. Žice, pri katerih sta oba konca vključena v prebijanje, se imenujejo prehodne žice. Enostransko luknjanje je poseben način čelnega luknjanja, to je, vse žice so varjene ali stisnjene na isti strani. Na sliki je prikazano odpiranje in priklopno vbijanje 1.
Slika 1, Shematski diagram odstranjevanja in spajanja žic.
Odvisno od opreme in principov, prebijanje lahko razdelimo na dve vrsti: ultrazvočno varjenje in stiskanje delov v obliki črke U.
Ultrazvočno varjenje je metoda varjenja, ki uporablja visokofrekvenčne mehanske vibracije za rekombinacijo površine varilnega materiala.. Je postopek med varjenjem s hladnim tlakom in varjenjem s trenjem. Pretvarja nizkofrekvenčno elektriko v visokofrekvenčno, nato pretvori visokofrekvenčno električno energijo v visokofrekvenčno energijo mehanskih vibracij, in nato prenese visokofrekvenčno energijo mehanskih vibracij na površine obeh kovin, ki ju je treba zvariti. In uporabite navpični pritisk na varilno površino, zaradi česar se dve kovinski površini drgneta druga ob drugo, da se ustvari toplotna energija za taljenje kovine, in pod kratkim pritiskom, talina bo tvorila fuzijo med molekularnimi plastmi, ko se vezna površina strdi.
Načelo ultrazvočnega varjenja je prikazano na sliki 2. Za stiskanje delov v obliki črke U, deli v obliki črke U in stroj za stiskanje so izbrani glede na skupni premer žice kontaktov. Za vsako vrsto kosa v obliki črke U so razviti posebna matrica za stiskanje in čeljusti, in nato sta dve ali več žic hladno vtisnjeni skupaj s pomočjo opreme za stiskanje kosov v obliki črke U. Stiskanje kosa v obliki črke U je preprosto fizično stiskanje bakrene žice žice skozi del kovinskega kosa v obliki črke U, in površinsko trenje med sosednjimi bakrenimi žicami se uporablja za zagotovitev povezave med žico in kosom v obliki črke U.
Slika 2 Shematski diagram principa ultrazvočnega varjenja

2 – Primerjalna analiza ultrazvočnega varjenja in stiskanja delov v obliki črke U
2.1 Primerjalna analiza prevodnih lastnosti
Padec napetosti je pomemben pokazatelj prevodne zmogljivosti žice. Tako imenovani padec napetosti se nanaša na potencialno razliko, ki nastane na uporu, ko tok teče. Po Ohmovem zakonu U=RI, ko je tok tokokroga konstanten, napetost je sorazmerna z uporom, to je, večji je upor, večji je padec napetosti, in čim manjši je upor, manjši je padec napetosti. Padec napetosti U izoliranega vodnika se izračuna kot:
U=IPL/A
(1) V formuli, U—padec napetosti; P—upornost; L - dolžina žice; A - površina prečnega prereza žice.
Stiskanje v obliki črke U je preprosto iztiskanje bakrene žice prevodnika, ki povzroči fizično deformacijo bakrene žice, da se ustvari povezava s trenjem. Sosednje bakrene žice v žici so še vedno neodvisne kovinske entitete in ne morejo biti v popolnem stiku, da bi tvorile luknje. Obstoj teh praznin je neizogiben, kar bo povzročilo povečanje upornosti P stiskalnega dela, padec napetosti U povečati, in prevodnost se zmanjša, s čimer se zmanjša kakovost prenosa električnih signalov. Vplivajo na normalno delovanje električne in elektronske opreme. Po ultrazvočnem varjenju, sosednje kovine sta zlita v celoto, kar ima za posledico boljšo gostoto kot varilni del delov v obliki črke U. Ne bo nobenih praznin, upornost je nizka in blizu ničle, padec napetosti pri ultrazvočnem varjenju je pod enakimi pogoji manjši, prevodnost in kakovost prenosa signala sta boljša. Poleg tega, ultrazvočni varilni del ima nižjo odpornost kot stiskanje dela v obliki črke U, kar zmanjša akumulacijo toplote zaradi kontaktnega upora. Do določene mere, se izognete nevarnosti za kakovost vžiga kabelskega snopa, ki ga povzroči lokalno povišanje temperature žičnih snopov.

2.2 Primerjalna analiza obsega uporabe
Ultrazvočno varjenje je zelo učinkovito pri izboljšanju kakovosti prenosa signala in zmogljivosti prenosa toka žic, in lahko tudi izboljša stabilnost avtomobilskih električnih sistemov. Na primer, žice s presekom 10 mm2 ali več in omrežje krmilnika (LAHKO) žice običajno zahtevajo ultrazvočno varjenje. Vendar, ultrazvočne vibracije bodo uničile premaz. Bakreni površinski premazi, kot je posrebrenje, cinkanje, kositranje, itd. lahko prepreči oksidacijo in izboljša prevodnost. Pocinkanje bakrene žice ima velik vpliv na ultrazvočno varjenje. Tališči kositra in bakra sta zelo različni. Med varjenjem, plast kositra je hitro v staljenem stanju, tako blokira kombinacijo bakrovih atomov in vpliva na kakovost varjenja. Za prevlečene žice, Na splošno je potrebno stiskanje v obliki črke U.

2.3 Primerjalna analiza kakovosti varjenja
Materiali za ultrazvočno varjenje imajo kovinske lastnosti, ki se ne talijo in niso krhke, in nanje minimalno vpliva zunanja vlaga, prah, nafta in plin. Povzročiti korozije ni enostavno, oksidacijo in druge nezaželene razmere v bakreni žici, s čimer se izognete poslabšanju prevodnosti kabelskega snopa in učinkovitosti prenosa signala, in zanesljivost zataknjene povezave je visoka. V jedru žice na stisnjenem delu delov v obliki črke U so preostale napetosti, in obstaja nevarnost odboja kovinskega žigosanja, in obstaja nevarnost oksidacije in rje v težkih delovnih pogojih. Ni tako zanesljiv kot ultrazvočno varjenje. Ultrazvočno varjenje ima na mestu varjenja pravokotno obliko, brez ohlapnih jedrnih žic, zlomljeni konci ali počene jedrne žice, in žice niso upognjene in vodijo naravnost iz točke spajanja. Ultrazvočno varjenje lahko povzroči čezmeren varilni blisk in prebode zaščitno toplotno skrčljivo cev; konec jedra žice se razteza tako, da prekriva plast izolacije žice; žica ne izhaja v ravni liniji iz točke spajanja; žično jedro odleti in prebije zaščitno termoskrčno cev. Pokvarjen izdelek, ki ga povzroči ena ali več zlomljenih jedrnih žic zaradi postopka varjenja (na splošno, zahteva se, da število manjkajočih jedrnih žic za vsako žico ne presega 10%). Ko so deli v obliki črke U stisnjeni, jedro žice lahko odleti ven in prebode zaščitno termoskrčljivo cev; konec žične žile se raztegne tako, da prekriva izolacijsko plast žice; žični plašč pritisne prebijalni kos; skupni premer prebijalne žice se ne ujema s prebijalnim delom, itd.

2.4 Primerjalna analiza stroškov
Ultrazvočno varjenje zahteva kovinske materiale z dobro žilavostjo (majhna mehanska izguba med prenosom zvočnega valovanja). Zato, Najpogosteje uporabljeni materiali so aluminijeve zlitine in titanove zlitine. Vendar, ultrazvočno varjenje kovin zahteva, da je varilna glava odporna na obrabo (potrebna je večja trdota), kar otežuje izbiro materialov, ker sta trdota in žilavost sami po sebi nasprotni, kar zahteva izbiro zelo kakovostnih jeklenih materialov. Za povečanje učinkovite življenjske dobe varilne glave, stroški so zelo visoki. Cena ultrazvočnih varilnih strojev je na splošno višja od cene strojev za stiskanje, in začetni vložek je višji. Pri uporabi stiskanja v obliki črke U, za vsako vpenjalno točko v pasu je potreben kos v obliki črke U. Izdelki žičnih snopov z veliko zataknjenimi točkami in velikimi serijami uporabljajo veliko število delov v obliki črke U, kar ima za posledico visoke kumulativne stroške. Na primer, cena delov v obliki črke U je 0.05 RMB/kos, in število vpenjalnih točk kabelskega snopa kabine je 100 kosov/visi, potem skupni stroški proizvodnje 1,000 kabelski snop kabine deli v obliki črke U 5,000 RMB.

2.5 Primerjalna analiza operabilnosti
Pred ultrazvočnim varjenjem in stiskanjem delov v obliki črke U, potrebno je razvrstiti ogoljene bakrene žice varjenih žic, da se izognete težavam, kot so deformirane bakrene žice, burrs, razpršene bakrene žice, in kontaminacijo s tujki.
Med postopkom ultrazvočnega varjenja, žice morajo biti razporejene navpično prekrivajoče se, in žice z velikim prečnim prerezom morajo biti blizu spodnje glave varilnega orodja, da se zagotovi zadostno varjenje. Prevodnike je treba položiti na površino nakovala, tesno drug proti drugemu, zagotoviti zadostno trdnost po varjenju. Dolžina prekrivanja vodnikov mora biti na splošno med 5 mm in 7 mm. Če je dolžina prekrivanja prekratka, težko je zagotoviti trdnost varjenja. Če je dolžina prekrivanja predolga, varilni konec se zlahka zvije, zaradi česar je neprijetno za naslednji postopek. Oksidacija, zlomljene žice, napake in taljenje izolacijskega sloja na površini zvarnega spoja praviloma niso dovoljeni. Shematski diagram delovanja ultrazvočnega varjenja je prikazan na sliki 3.

Slika 3, Shema delovanja ultrazvočnega varjenja
Proizvodnja stiskanja delov v obliki črke U je hitra, oprema pa preprosta. Načeloma, število stisnjenih žic za dele v obliki črke U ne sme presegati 5. Priporočen vrstni red zlaganja žic je od debele do tanke in od zgoraj navzdol. Prevodnik mora biti popolnoma stisnjen v nagubani del luknjača. Konci žice morajo biti vidni na obeh straneh kosa v obliki črke U in po dolžini (C) od izolacije do prebijalca ne sme biti večja od 3 mm, in dolžina jedra žice, ki se razteza iz prebijalnega kosa, mora biti 0≤B≤1 mm. Shematski diagram postopka stiskanja komponente v obliki črke U je prikazan na sliki 4.

Slika 4, Shematski diagram delovanja stiskanja delov v obliki črke U

3 – Povzetek
Ultrazvočno varjenje ima nižjo upornost, manjši padec napetosti, boljša električna prevodnost in večja zanesljivost kot stiskanje delov v obliki črke U, zahteva pa veliko investicijo v opremo, varilna glava je dražja, in ne more variti prevlečenih kovin. Stiskanje delov v obliki črke U ima širši obseg uporabe kot ultrazvočno varjenje, in oprema je preprosta in enostavna za uporabo. Vendar, Deli v obliki črke U uporabljajo veliko potrošnega materiala. V primerjavi z ultrazvočnim varjenjem, Deli v obliki črke U imajo večjo upornost, večji padec napetosti, slabša prevodnost, in slabša zanesljivost. . Proizvajalci avtomobilskih kabelskih snopov bi morali opraviti celovito oceno teh dveh načinov žične povezave in narediti razumne konfiguracije. Vendar, ultrazvočno varjenje, kot nova napredna tehnologija varjenja, ima očitne prednosti, kot sta vrhunska prevodnost in varstvo okolja, in je razvojna smer proizvodnje avtomobilskih žičnih snopov.