目前線束連接常見的兩種方式一種是采用U型連接端子冷沖壓接,另一種是采用超聲波焊接,下面是超聲波焊接與端子壓接對比分析。
1.工作原理
超聲波焊接:通過電晶體功能設備將普通50/60hz的電頻轉變成20khz或40khz的高頻電能,供應給轉換器,轉換器將電能轉換成高頻機械振動能,調壓裝置將高頻機械能傳至超聲波焊接機的焊頭。振動通過焊頭傳遞到需要焊接的兩個金屬表面,相互摩擦形成熱能使金屬熔化,在短暫的壓力下可以使融化無在粘合面固化時產生強分子鍵,終形成金屬分子層之間的熔合,整個周期通常是不到一秒鐘便完成,但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。
端子壓接:通過金屬端子的u型部位對電線銅絲進行簡單物理擠壓,利用相鄰銅絲之間的表面摩擦力來保證電線與端子之間的連接。
2.性能對比
1)外觀
超聲波焊接
端子壓接
2)剖面對比
超聲波焊接
超聲波焊接時將相鄰金屬熔為一個整體,相比端子壓接后相鄰銅絲仍為獨立金屬個體而言,焊接部位的密實度更好,不會出現空洞(上圖所示)。導電性好,有效提高了使用耐久性,不易發熱,無質量隱患。
端子壓接
端子壓接是對電線銅絲進行簡單擠壓,使銅絲產生物理變形,這樣就有可能出現銅絲變形不足,即而在銅絲與銅絲之間、銅絲與端子壁之間形成空洞 (上圖所示)。導致壓接部位電阻系數增加,導電性下降,使用耐久性降低。并且易發熱產生高溫,形成線束燒損質量隱患點。
3)拉脫力對比
截面0.85mm2銅線 | ||||
500N指針式推拉力計 | ||||
0.85mm2電線拉脫力≥89N | ||||
超聲波焊接 | 端子壓接 | |||
拉力值 | 測試結果 | 拉力值 | 測試結果 | |
1 | 128N | 電線拉斷,未拉脫 | 130N | 未拉脫 |
2 | 130N | 未拉脫 | 130N | 未拉脫 |
3 | 130N | 未拉脫 | 130N | 未拉脫 |
超聲波焊接與端子壓接在拉脫力方面無性能差異,均能滿足標準。 |
4)電阻測試對比
截面0.85mm2,長度600mm | ||
測試設備:QJ84型數字直流電橋 | ||
測試標準:無,采用測試實際結果進行對比 | ||
測試環境溫度:21.4℃(標準溫度:20zhengfuji5℃) | ||
測試環境濕度:70%(標準濕度:65±20%) | ||
超聲波焊接 | 端子壓接 | |
測試結果 | 測試結果 | |
1 | 10.25mΩ | 11.83mΩ |
2 | 11.04mΩ | 11.15mΩ |
3 | 9.60mΩ | 11.88mΩ |
均值 | 10.30mΩ | 11.62mΩ |
超聲波焊接的電阻比端子壓接的電阻要低1.32mΩ,進而提高線束的導電性能和信號傳輸性能。 |
超聲波焊接相比于端子壓接的優點:
1.超聲波焊接部位剖面密實度更好,不易形成空洞。
2.超聲波焊接電阻系數極低或近乎于零,導電性更好,提高使用耐久性。
3.超聲波焊接點不易發熱,不會產生熱量聚集,導致局部溫度升高,形成線束燒損質量隱患點。
4.超聲波焊接內部受外界水分、灰塵、油氣等不良因素的影響極小,不易產生銅絲銹蝕、氧化等不良狀況,從而造成線束導電性能、信號傳輸性能的下降。
5.對于線束的集中地線,擔負著車輛所有用電器的接地任務,采用超聲波焊接,經過長期使用不會因為焊接點內部銅絲銹蝕、氧化引起導電性能下降,造成車輛用電器功能失效。