一、汽車線束焊接方式：壓接和超聲波焊接
汽車線束焊接目前生產(chǎn)工藝主要有壓接和超聲波焊接兩種：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)生的物理效應將線頭結(jié)合起來。超聲波應用于汽車線束焊接生產(chǎn)，最早于歐美開始流行，主要得益于國外超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展。兩種焊接技術(shù)比較：
(一)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險;惡劣工況下存在氧化和生銹風險，所有風險均可導致接觸不良。
(二)超聲波焊接
優(yōu)點：超強的電連接特性(基本零電阻);對于惡劣工況下存在氧化和生銹風險不敏感。
缺點：設(shè)備昂貴;消耗件也較貴。
二、目前國內(nèi)市場超聲波線束焊接廠家及產(chǎn)品分析
(一)進口產(chǎn)品
由于國外較為先進的超聲波線束焊接技術(shù)，目前國內(nèi)市場上有幾家國外知名品牌和代理廠家，例如：
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)品由庫邁思精密機械(上海)有限公司代理。
主要型號：Minic-II標稱：0.5-30mm²;Global-Splicer-40最大標稱：40mm²。
3、AMTECH(美國)：該公司被BRANSON收購;SONICS(美國)：經(jīng)銷商是上海幸義。
主要型號：Ultrasplice®XL0.7-2 標稱：0.7-28mm²;Ultrasplice®MOD-10最大標稱：35mm²。
4、TECHSONIC(韓國)：由北京特聲公司銷售。
主要型號：US-3020WS 標稱：0.5-32mm²。
(二)國內(nèi)合格產(chǎn)品
近幾年，國內(nèi)超聲波金屬焊接技術(shù)取得了重大進展，其中代表廠家——無錫尼可超聲波設(shè)備有限公司作為國內(nèi)超聲波金屬焊接設(shè)備專業(yè)制造商，也推出了兩款超聲波線束焊接機產(chǎn)品。
1、NC-2020P超聲波線束焊機
基本參數(shù)：①焊接線橫截面積為:0.3-10mm²;②工作頻率20 KHz;③標稱功率容量: 2000W。
2、NC-2032P超聲波線束焊機
基本參數(shù)：①焊接線橫截面積為:5-30mm²;②工作頻率：20 KHz;③標稱功率容量: 3200W。
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)整手工調(diào)整;
(三)國內(nèi)不合格產(chǎn)品
目前國內(nèi)超聲波線束焊接市場存在著不少以假亂真、以次充好的產(chǎn)品。一些廠家利用現(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。
以某廠家產(chǎn)品為例分析：①超聲波發(fā)生器，顯而易見用的超聲波塑料焊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。對于這種產(chǎn)品，好比載重貨車上裝配的是一臺手扶拖拉機的發(fā)動機，如何讓它能夠穩(wěn)定載貨?
三、線束焊接市場分析
(一)線束焊接機品牌分析
縱觀國內(nèi)外，目前線束焊機的第一品牌應是：SCHUNK;排名第二的應是：AMTECH(BRANSON);2008年后，韓國TECHSONIC也進入中國;美國SONICS在2011年通過上海幸義進入中國。
隨著2008年無錫尼可成功研制出國內(nèi)第一代超聲波線束焊接機，歐美品牌對超聲波金屬焊接技術(shù)的壟斷局面被打破，國內(nèi)超聲波金屬焊接品牌和歐美知名品牌開始同臺競技。無錫尼可超聲波從一開始就確立了成為中國超聲波線束焊接市場第一品牌的發(fā)展戰(zhàn)略目標，這一目標的制定源自無錫尼可的三大獨特優(yōu)勢：擁有和SCHUNK等進口產(chǎn)品品質(zhì)競爭的核心技術(shù);基于進口產(chǎn)品價格一半的定價;本土服務(wù)的快捷、周到。
(二)尼可超聲波線束焊接技術(shù)細節(jié)分析
作為超聲波線束焊機而言，雖然生產(chǎn)的廠家不多，但都有一些技術(shù)細節(jié)的區(qū)分，下面就針對其中的一些技術(shù)細節(jié)做一分析：
1、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、無錫尼可。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)聲速的不同造成的發(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)，整體焊頭有不可比擬的優(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無錫尼可的整體焊頭價格高。
2、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。
3、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。其優(yōu)點是體積小，缺點是鈦焊頭形狀奇異，當焊頭損壞后，裝拆是個麻煩事。
對于這些技術(shù)細節(jié)，無錫尼可經(jīng)過評估，采用的是整體焊頭及直條紋設(shè)計。無錫尼可和SCHUNK一樣，采用換能器+變幅桿+焊頭結(jié)構(gòu)，固定方式和AMTECH差不多。
對于線束機的使用，無錫尼可咨詢過很多用戶，看他們對于這些細節(jié)如何評判，結(jié)果是不確定的，估計是使用習慣的問題吧。
(三)線束焊接產(chǎn)品品質(zhì)分析
對于線束焊接產(chǎn)品品質(zhì)的分析，主要體現(xiàn)在兩方面：檢驗標準和焊接設(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(見下圖)。實際上，很多客戶有誤區(qū)：認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：①壓縮量比較大，減低拉力強度;②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、檢驗標準
國家目前還沒有出臺針對于超聲波汽車線束焊接的相關(guān)標準;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準資料，但該標準也只是作了外觀等非具體量化的標準約束。IPC標準主要內(nèi)容：①要求超聲波焊接的線束，寬厚比介于1:1和2:1之間;②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。
現(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)都是自己制定企業(yè)的標準來檢驗產(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標準，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)焊機都是通過步進電機或伺服電機來調(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準。質(zhì)量分析，主要就指高度判斷;當然，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。
參考網(wǎng)站：www.wxnicle.com www.51hanjie.com
