一、超聲波焊接原理：超聲波線束焊接是目前汽車線束焊接的一種常用工藝，原理是通過高頻的振動是焊接材料表面重新組合。超聲波焊接能耗低，無污染，焊接牢固且內阻低，不改變焊接件的化學性質。焊接導電性能優良。

二、與傳統的壓接點焊相比，超聲波線束焊的優點如下：

1、焊接時間短，效率大大提高，快速而節能；

2、焊接材料不熔融、不脆弱導體特性；

3、焊接后導電性能優越，強度高，電阻系極低或近乎零；

4、不需要任何助焊劑、氣體、焊料；

5、焊接無火花、煙塵，環保安全；

6、焊接過程穩定，在線檢測控制。

3.

三、超聲波線束焊接在汽車線束生產過程中的應用

汽車線束是汽車電路的網絡主體，汽車正常工作的神經元。沒有線束也就不存在汽車電路。傳統的汽車線束是指由銅材沖制而成的接觸件端子（連接器）與電線電纜壓接后，外面再塑壓絕緣體或外加金屬殼體等，以線束捆扎形成連接電路的組件。

隨著汽車電子產品和各種通訊設備進入汽車，對汽車線束傳輸的電信號的要求也日益苛刻。為應對這些高精度電壓和信號傳輸的要求，傳統的線束制造工藝上采用了一些特殊材料，比如雙絞線、屏蔽線、鍍金端子等。然而，在多數的電子控制設備和一些特殊信號上仍然顯得無濟于事，例如CAN控制器信號傳輸線路、安全氣囊信號傳輸線路以及一些音頻信號傳輸線路。現有的端子導線對壓接工藝盡管采用了以上特殊材料，但在上述信號傳輸線路中，信號偶爾還是出現失真或較大衰減。

1 端子壓接工藝的研究

采用傳統壓接工藝壓接的汽車線纜，經解剖放大發現在銅絲與銅絲之間、銅絲與端子壁之間形成空洞[1]。傳統汽車線束生產工藝采用銅材沖制而成的接觸件端子（連接器）與導線壓接，僅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，在端子與導線進行壓接后，必然形成上述空洞，這些空洞的存在，是不可避免的。而這些空洞的存在，必然導致壓接部位電阻系數增加，導電性下降，從而影響電流和信號的傳輸質量，進而影響其他電器及電子設備的正常工作。同時，線束制作過程中因壓接引起的質量缺陷[2]，必將導致使用耐久性降低，并且易發熱產生高溫，形成線束燒損質量隱患點。

2 超聲波壓接和端子壓接工藝對比分析

超聲波壓接是通過電晶體功能設備將工頻50/60 Hz的電頻轉變成20 kHz或40 kHz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，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熔化物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種便完成，但是其焊接強度卻接近于一塊連著的材料。而傳統的端子壓接是通過金屬端子的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。

事實上，無論是經超聲波壓接的導線還是端子和導線，在壓接處呈矩形狀，無松散的芯線和斷頭或裂開的芯線；而且，導線沒有彎曲，而是在自熔合處呈直線引出。超聲波焊接是通過相鄰金屬表面熔化，形成金屬分子層之間的熔合，相當于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。導電性好，電阻系數極低或近乎于零，有效提高了使用耐久性，不易發熱，無質量隱患。如圖1所示，為超聲波壓接截面[1]。

3 超聲波壓接和端子壓接的試驗數據分析

在進行壓接處外觀對比和截面分析基礎上，筆者對兩種壓接工藝的導線進行了拉脫力和導電性能測試。測試分別選取了0.75mm2、4.0 mm2、16.0 mm2導線進行試驗。試驗方法和標準依據《QC/T29106-2004汽車用低壓電線束技術條件》的要求進行，試驗結果見表1[2]和表2[2]。

從表1可以看出，超聲波壓接和端子壓接在拉脫力性能上，均可以滿足使用要求，但由于壓接工藝本身差異，端子壓接截面往往出現空洞，芯線外漏、絕緣層破損等質量缺陷。

從表2可以看出，超聲波壓接比端子壓接的電壓降在同樣條件下要低得多，因而對導電性能和信號傳輸性能比端子壓接要優越得多。至少可以有以下3個方面的優點。

第一，解決端子壓接形成的空洞，提高導電性能和整個電氣系統的穩定性能[3]。

第二，減低因接觸電阻引起的熱量堆積[4]，防止了線束局部溫度升高和線束燒毀的質量隱患。

第三，防止了線束中導線受外界水分、灰塵、油氣等不良因素影響而造成銅絲銹蝕、氧化，從而引起導電性能下降和信號傳輸失真。

基于上述研究，筆者認為對信號要求很高或電流較大的線路，在其端子與導線、導線與導線間的壓接，采用超聲波壓接，對提高信號傳輸質量或電流輸送能力是非常有效的，而且也可以提高汽車電氣系統的穩定性。

審核編輯 ：李倩