汽車線束焊接目前生產(chǎn)工藝主要有壓接和超聲波焊接：壓接就是利用端子將多股電線壓在一起形成接頭；超聲波焊是利用超聲波振動所產(chǎn)生的物理效應(yīng)將線頭結(jié)合起來。超聲波應(yīng)用于汽車線束生產(chǎn)，是從歐美開始流行的，主要得益于超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展。
兩種技術(shù)比較：



1. 壓接  優(yōu)點：
生產(chǎn)速度快；設(shè)備簡單。缺點：金屬沖壓存在反彈風(fēng)險；惡劣工況下存在氧化和生銹風(fēng)險，所有風(fēng)險均可導(dǎo)致接觸不良。
2.超聲波焊  優(yōu)點：
超強(qiáng)的電連接特性（基本零電阻）；對于惡劣工況下存在氧化和生銹風(fēng)險不敏感。缺點：設(shè)備昂貴；消耗件也較貴。

國內(nèi)市場能見到的超聲波線束焊機(jī)的廠家及產(chǎn)品分析：
一．進(jìn)口產(chǎn)品：

1. TELSONIC （瑞士）：其產(chǎn)品在國內(nèi)并不多見。



據(jù)稱其產(chǎn)品最大焊接橫截面積：160mm2.

2. SCHUNK (德國）：該公司產(chǎn)品以前主要由庫邁思精密機(jī)械（上海）有限公司代理。


主要型號：
Minic-II  標(biāo)稱：0.5-30mm2；
Global-Splicer-40   最大標(biāo)稱：40mm2
Global-Splicer-50   最大標(biāo)稱：50mm2

3. AMTECH （BRANSON美國）：
SONICS （美國）：經(jīng)銷商是上海幸義。





主要型號：
Ultrasplice®XL 0.7-2標(biāo)稱：0.7-28mm2



Ultrasplice®MOD-10  最大標(biāo)稱： 35mm2

 4. TECHSONIC （韓國）：由北京特聲銷售。



主要型號： US-3020WS標(biāo)稱：0.5-32mm2

二．國內(nèi)合格產(chǎn)品：
佛山市順德區(qū)楚鑫機(jī)電有限公司作為國內(nèi)先進(jìn)超聲波金屬焊接設(shè)備專業(yè)制造商，也推出了四種線束焊接機(jī)產(chǎn)品。



CX-40XA超聲波線束焊機(jī)：
基本參數(shù)：①焊接線橫截面積為:0.3-10mm2;
②工作頻率： 40 KHz;
③標(biāo)稱功率容量 :  1000W



CX-20XA超聲波線束焊機(jī)：
基本參數(shù)：①焊接線橫截面積為:0.5-25mm2;
②工作頻率： 20 KHz;
③標(biāo)稱功率容量 :  3600W



CX-20XB超聲波線束焊機(jī)：
基本參數(shù)：①最大焊接線橫截面積為:40mm2;
②工作頻率： 20 KHz;
③標(biāo)稱功率容量 :  5000W



CX-20XC超聲波線束焊機(jī)：
基本參數(shù)：①最大焊接線橫截面積為:50mm2;
②工作頻率： 20 KHz;
③標(biāo)稱功率容量 :  5000W

 以上所列為滿足汽車線束生產(chǎn)技術(shù)要求的產(chǎn)品，其具有明顯的技術(shù)特征：① 超聲波發(fā)生器均是頻率自動跟蹤（沒有調(diào)頻率的旋鈕）；② 線寬調(diào)整都是數(shù)字化設(shè)置；③ 多種參數(shù)數(shù)字化設(shè)置、存儲及調(diào)用功能（一般都超過幾十個）；④ 有焊接品質(zhì)控制軟件。

三．國內(nèi)不合格產(chǎn)品：
    國內(nèi)除楚鑫機(jī)電外的廠家，這些廠家基本都是利用現(xiàn)有的超聲波塑料焊接技術(shù)的電路及換能器等來做超聲波金屬焊接設(shè)備，所做設(shè)備滿足不了汽車線束批量生產(chǎn)的技術(shù)要求。下面就舉網(wǎng)絡(luò)上信息量最大的一款產(chǎn)品例子來分析一下：


① 超聲波發(fā)生器，一看就知道是用的超聲波塑料焊B類半橋功放，不具備頻率自動跟蹤功能；②線寬手動調(diào)整；焊高手動調(diào)整限位；③ 焊接氣壓手動調(diào)整；④ 沒有品控軟件。
問題：① 焊頭發(fā)熱及帶不同負(fù)載時所產(chǎn)生的頻率漂移，怎么辦？由此引致的焊頭振幅下降，怎么辦？② 不同方數(shù)的電線焊接參數(shù)每種都要手工調(diào)節(jié)？③ 如何判斷每次焊接的產(chǎn)品是否合格？要知道，汽車線束生產(chǎn)可是大批量的。這種產(chǎn)品，我們有一比喻：載重貨車上裝了顆手扶拖拉機(jī)的發(fā)動機(jī)，你叫它怎么穩(wěn)定載貨？
對于國內(nèi)那些號稱做超聲波金屬焊的廠家具體的技術(shù)比較，我們有詳細(xì)的技術(shù)比較文件，有興趣的讀者，可來電索取。

中國市場分析：2008年以前線束焊機(jī)的第一品牌應(yīng)該是：SCHUNK；排第二的應(yīng)該是：AMTECH(BRANSON)；2008年后，韓國TECHSONIC也進(jìn)入中國；美國SONICS在2011年通過上海幸義進(jìn)入中國。隨著2008年楚鑫機(jī)電賣出第一臺線束焊機(jī)，標(biāo)志著國內(nèi)產(chǎn)品和洋品牌在中國的競爭正式開始；楚鑫機(jī)電從一開始就將成為中國市場占有率第一品牌作為自己的目標(biāo)，這個目標(biāo)的制定，源自楚鑫機(jī)電的優(yōu)勢：①擁有和SCHUNK等進(jìn)口產(chǎn)品品質(zhì)競爭的核心技術(shù)；②基于進(jìn)口產(chǎn)品價格一半的定價；③本土服務(wù)的快捷、周到。


我們楚鑫機(jī)電擁有兩個注冊品牌

國內(nèi)那些號稱做超聲波金屬焊的廠家也想進(jìn)入汽車線束市場，但其產(chǎn)品技術(shù)的先天不足使它們很難切入正規(guī)市場，只能進(jìn)入那些不要求品質(zhì)的微型企業(yè)。

作為超聲波線束焊機(jī)而言，雖然生產(chǎn)的廠家不多，但都有一些技術(shù)細(xì)節(jié)的區(qū)分，下面就針對其中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)做一下分析：

A.焊頭區(qū)別：
焊頭結(jié)構(gòu)有兩種，一種是整體焊頭；一種是分體焊頭。整體焊頭被如下公司采用：TELSONIC、SCHUNK、TECHSONIC、楚鑫機(jī)電。分體焊頭被如下公司采用：AMTECH(BRANSON)、SONICS。分體焊頭其唯一優(yōu)點是更換成本低，其他全是技術(shù)上的缺點了，如：兩種材質(zhì)聲阻抗的不同造成的發(fā)熱；安裝扭力及端面接觸不好引致的發(fā)熱等。從技術(shù)角度出發(fā)，整體焊頭有不可比的優(yōu)勢。整體焊頭的缺點就是更換成本高些；但美國銷售的分體焊頭的配件價格還是比楚鑫機(jī)電的整體焊頭價格高。

B.紋路區(qū)別：
紋路有兩種，一種是直條紋；一種是網(wǎng)紋。直條紋對于超聲波所引入的加速度能量是有更多的好處的。對于線束這種松散的結(jié)構(gòu)，直紋和網(wǎng)紋對于焊接品質(zhì)均能保證。但是，在線束焊接中，所有夾具和焊頭形成的是一個方框，而且彼此之間需要相對滑動，當(dāng)紋路磨損產(chǎn)生時，網(wǎng)紋就體現(xiàn)出一些缺點了：容易夾線。直紋的設(shè)計是齒對齒的，磨損對于底部的縫隙影響小。網(wǎng)紋一般被AMTECH(BRANSON)、SONICS所采用。

C.聲能元件及結(jié)構(gòu)區(qū)別：
AMTECH采用換能器+鈦焊頭+焊嘴結(jié)構(gòu)，不帶變幅桿，固定方式采用端面+節(jié)點輔助固定。優(yōu)點：體積小。缺點：鈦焊頭形狀奇異，當(dāng)焊頭損壞后，裝拆是個麻煩事。
對于這些細(xì)節(jié)，楚鑫機(jī)電經(jīng)過評估，采用的是整體焊頭及直條紋設(shè)計。我們和SCHUNK一樣，采用換能器+變幅桿+焊頭結(jié)構(gòu)，固定方式不一樣。
對于線束機(jī)的使用，我們咨詢過很多用戶，看他們對于這些細(xì)節(jié)如何評判，結(jié)果是不確定的，我們估計是使用習(xí)慣問題吧。

對于線束焊接產(chǎn)品品質(zhì)分析：1.檢驗標(biāo)準(zhǔn) ； 2.焊接設(shè)備上如何分析：


首先，我們來看看什么樣的焊接效果才是理想效果（見左圖）。實際上，很多客戶有誤區(qū)：認(rèn)為超聲波焊接是將所有電線壓成一個實體。這在技術(shù)上是能實現(xiàn)的，但有兩個副作用：A. 壓縮量比較大，減低拉力強(qiáng)度；B. 會需要較多的能量，會造成工件過熱，表象是發(fā)黑。
所以，焊接線與線之間的理想狀態(tài)是留有空余量的六角狀結(jié)構(gòu)，下面就詳細(xì)分析一下具體的數(shù)值：

松散的線所表現(xiàn)出來的橫截面積是真實橫截面積的1.11-1.28倍（見左圖排列）；通常超聲波焊接對產(chǎn)品的壓縮量一般為：0.8-0.9范圍；所以焊接出來成品的橫截面積基本為真實橫截面積的1.0-1.1倍范圍（測量時需考慮紋路深度的影響）。

1. 檢驗標(biāo)準(zhǔn):
國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在還沒有標(biāo)準(zhǔn)去針對于超聲波焊接的汽車線束；IPC/WHMA-A-620A(線纜及線束組件的要求及驗收），是我們能找到的關(guān)于超聲波焊接線束的標(biāo)準(zhǔn)資料，但該標(biāo)準(zhǔn)也只是作了外觀等非具體量化的標(biāo)準(zhǔn)約束。IPC標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容：要求超聲波焊接的線束，寬厚比介于1:1和2:1之間；線材不得出現(xiàn)任何變色；③在加壓面可辨識股線的輪廓，但是沒有松散的股線。
外資及合資企業(yè)基本采用德國大眾標(biāo)準(zhǔn)VW60307-CN-2005
現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)都是按德國大眾標(biāo)準(zhǔn)或自己制定企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)來檢驗產(chǎn)品，主要有兩個評判參數(shù)：1.拉力參數(shù)；2. 接觸電阻。

2. 焊接設(shè)備上如何分析：
超聲波線束焊機(jī)里有哪些參數(shù)調(diào)整、檢測及如何分析呢？可調(diào)整、檢測參數(shù)：振幅、壓力、焊接時間、焊接能量、焊接高度、焊接寬度。
振幅：振幅的確定首先根據(jù)所焊材料機(jī)械特性，材質(zhì)越軟，需要的振幅越低；其次根據(jù)所焊線的橫截面積，橫截面積越大，代表焊接厚度越厚，考慮超聲波在焊接方向上的衰減，所以橫截面積越大，振幅越高。同一臺機(jī)器，在焊接3mm2和焊接25mm2線束時，振幅參數(shù)基本要相差30%左右（所以超聲波設(shè)備如果不具備振幅連續(xù)可調(diào)的功能，如何能適應(yīng)線束焊接？）。
壓力：橫截面積越大，焊接壓力越高。好的設(shè)備都是通過電氣比例閥數(shù)字控制。
焊接寬度：根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn)和德國大眾標(biāo)準(zhǔn)VW60307-CN-2005，線結(jié)寬厚比介于1:1和2:1之間。橫截面積越大，線結(jié)寬厚越接近2:1。所以當(dāng)我們拿到一個線束產(chǎn)品時，首先根據(jù)這個規(guī)則確定焊接寬度；再根據(jù)寬度確定大致的焊接高度。優(yōu)質(zhì)焊機(jī)都是通過步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)來調(diào)整焊接寬度。
焊接時間、焊接能量需根據(jù)所焊線橫截面積來試焊確定。
高度參數(shù)是重要的分析參數(shù)：當(dāng)我們確定好焊接寬度后，根據(jù)前面的分析，高度值就可計算出來，分焊前與焊后高度，作為沒有焊之前是否缺線和是否焊接好的評判標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量分析，主要就指高度判斷；當(dāng)然，焊接能耗和時間可以作為另外的約束參數(shù)，看是否超過范圍。一般做法：設(shè)定一個高度值（可計算和實際試焊決定），然后設(shè)定偏差值，當(dāng)高度偏差超過范圍時，即可判定為不合格。焊前與焊后均是這樣。

3. 在評估超聲波設(shè)備的生產(chǎn)穩(wěn)定性上，拉力及撕拉力cmk及cpk是評判設(shè)備穩(wěn)定性的關(guān)鍵指標(biāo)。需強(qiáng)調(diào)一點:歐美廠家形成的單線0.35平方撕拉力cmk評判標(biāo)準(zhǔn)值得商榷。

總結(jié)：在中國，超聲波焊接會越來越多地應(yīng)用于汽車線束的生產(chǎn)，針對這項新的技術(shù)，消費者要擦亮眼睛，不要被那些行業(yè)內(nèi)的騙子所蒙蔽。我們寫這篇文章的目的，也就是讓消費者對這種技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行初步了解，幫助判斷，不要讓產(chǎn)品陷入低品質(zhì)低價格的惡性循環(huán)。

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