高電圧コネクタ用超音波溶接技術の詳細説明

超音波溶接高電圧コネクタの技術は、新エネルギー自動車分野では氷山の一角にすぎず、ブレークスルーと革新を待たなければならない技術がたくさんある。この記事では、高圧コネクタの超音波溶接のプロセスをご紹介します。超音波溶接超音波溶接は、高周波振動波によって溶接を必要とする2つの物体の表面に伝達され、圧力の作用によって2つの物体の表面に摩擦が発生し、分子層間の融合が形成される。超音波溶接は、超音波発生器を介して50/60Hzの電流を15.20.30kHzまたは40kHzに変換します。変換された高周波電気エネルギーは、トランスデューサを介して等しい周波数の機械運動に変換され、振幅を変化させることができるホーン装置のセットによって溶接ヘッドに伝達される。溶接ヘッドは、受信した振動エネルギーを溶接部品の接合部に伝達し、そこで振動エネルギーが摩擦作用によって熱エネルギーに変換され、金属が溶融する。超音波溶接システムの主要な部品は超音波発生器、トランスデューサー、ホーン、溶接ヘッドの3つのグループ、金型およびフレームを含んでいます。金属溶接の原理超音波溶接の原理は、機械的振動エネルギーの超音波周波数（16KHzを超える）を利用して、同種または異種の金属を接続することです。超音波溶接を用いて、金属フレームは静圧の作用下で、ワークに電流を送ることも、ワークに高温熱源を印加することもなく、ワイヤフレームの振動エネルギーをワーク間の摩擦仕事、変形エネルギー、有限温度上昇に変換する。接合部の冶金結合は、母材が溶融しない固体溶接である。これにより、電気溶接過程で発生するスプラッシュ、酸化などの現象を効果的に克服することができる。超音波金属溶接机は単一点溶接、多点溶接および銅、銀、アルミニウム、ニッケルおよび他の非鉄金属のフィラメントまたは薄片材料の短いストリップ溶接をすることができます。この溶接方法は、溶接時間が短く、コストが低いなどの利点がある。

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金属溶接の利点と短所超音波金属溶接は速い、省エネ、高い溶融强度、よい伝导性、火花无し、冷间加工などの利点を持っています。欠点は、溶接金属部品が厚すぎない（一般的に5mm以下）、溶接接合位置が大きすぎないこと、加圧が必要であることです。超音波金属溶接プロセスは機械加工プロセスであり、溶接プロセス中に被溶接部品を通過する電流がなく、電気溶接方式のような溶接アークも発生しない。超音波溶接は熱伝導性や抵抗率の問題がないため、非鉄材料にとって理想的な金属溶接方法であり、異なる厚さの薄片に対して効果的に溶接することができることは間違いない。超音波溶接技術VS従来の圧着技術：原理：超音波溶接は金属分子の格子構造の再編成である。圧着は塑性変形である。初期状态抵抗（例として70mm²ワイヤー+コネクタをとる）：超音波溶接は1-3 μ Ωであり、表面酸化膜を突き刺します。圧着は10〜20 μ Ωであり、塑性変形し、銅線ワイヤーは独立し、銅線表面に酸化膜が存在し、膜抵抗が常に存在する。长期热（引张/抵抗）安定性：超音波溶接は安定した一体化构造であり、10000回の热サイクル后に明らかな変化はありません。圧着は塑性変形であり、ライフサイクル全体にわたって存在します。（銅線ワイヤーが細く長く緩くなる>>>抵抗が大きくなり、発熱が激化する1回の熱サイクル>>>1回の熱膨張・冷縮>>>1回の圧着）2000~3000回の熱サイクル後に抵抗ターニングポイントが現れ、圧着限界です。許容能力および生産量の要求（材料/寸法の影響）：超音波溶接の許容能力は大きい。材料特性のわずかな変化は溶接に影響を与えない。端子寸法の許容差の要求は高くなく、ワイヤー線径の許容差能力が大きい。圧着許容能力が小さい。材料特性は延性に影響を与え、延性のわずかな違いは圧着の一緻性に深刻な影響を与える。圧着スリーブのサイズ要求が高く、銅線の線径寸法公差は圧着品質に大きい影響を与える。長期外力振動下の安定性（Exp.Slow Motion試験）：超音波溶接の引張力と抵抗が安定している。圧着の引っ張り力と抵抗が不安定です。引っ張り力は低下し続け、抵抗は上昇し続けます、長期的な外力振動の作用下で、圧接点の銅線の線線は細くなり、長くなり、緩くなる。引っ張り力（例として70mm²ワイヤー+コネクターをとる）：超音波溶接の引っ張り力は大きく、そして长期的に安定しています（USCAR 38、2700N）。圧着引張力が小さく、かつ低下し続けている（UL486A,1235N）、Exp.圧着引張力が不十分で、錫溶接を加えて引張力を増加させるケースがある。プロセス适用可能なワイヤー范囲：超音波溶接のための0.75-25mm²、16mm²-80mm²、70mm²-160mm²。圧着は0.25mm²-35mm²であり、50mm²以上は圧着に适していません。プロセス适用范囲：超音波溶接はアルミニウム+铜（异なった材料）、シート+シート、ワイヤー+ワイヤー（异なった形式）のために适しています。圧着は同じ材料の圧着にのみ適用されます。ワイヤー+ワイヤー圧着は圧着スリーブを通過しなければなりません;シート+シートは圧着できません。適用範囲が狭く、コストが増加する。現在、一部の企業は試行錯誤を通じて、超音波溶接技術の欠陥を効果的に克服できる接続ペアリング技術を開発し、同時に生産段階に効率的な品質検査システムを設置し、製品の優れた性能指標を保証している。

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