Explication détaillée de la technologie de soudage par ultrasons pour les connecteurs haute tension

La technologie de soudage par ultrasons des connecteurs haute tension dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle n'est que la partie émergée de l'iceberg. Cet article vous présente le processus de soudage par ultrasons des connecteurs haute tension. Le soudage par ultrasons consiste à envoyer des ondes de vibration à haute fréquence à la surface des deux objets à souder, sous pression, la surface des deux objets produisant un frottement, formant ainsi une fusion entre les couches moléculaires. Après la conversion de l'énergie électrique à haute fréquence, un transducteur la convertit en une fréquence équivalente de mouvement mécanique, puis un ensemble d'amplitudes permet de modifier l'amplitude de la tige transmise à la tête de soudage. La tête de soudage transmet l'énergie vibratoire reçue au joint de l'élément soudé, où l'énergie vibratoire est convertie en énergie thermique par friction, provoquant la fusion du métal. Les principaux composants d'un système de soudage par ultrasons comprennent un générateur d'ultrasons, un transducteur, une tige de changement d'amplitude, trois ensembles de têtes de soudage, un moule et un cadre. Principe du soudage des métaux Le principe du soudage par ultrasons consiste à utiliser la fréquence ultrasonique de l'énergie de vibration mécanique (plus de 16 kHz) pour relier des métaux identiques ou différents. Dans le cas du soudage par ultrasons, le cadre métallique, soumis à une pression hydrostatique, ne délivre pas de courant à la pièce à usiner et n'applique pas de source de chaleur à haute température à la pièce à usiner ; au lieu de cela, l'énergie de vibration du cadre métallique est convertie en travail de friction entre les pièces à usiner, en énergie de déformation et en une augmentation finie de la température. La liaison métallurgique au niveau du joint est un soudage à l'état solide réalisé sans fusion du matériau de base. Cela permet de surmonter efficacement les phénomènes d'éclaboussures et d'oxydation qui se produisent lors du soudage électrique. La machine à souder les métaux par ultrasons peut être utilisée pour le soudage monopoint, le soudage multipoint et le soudage de bandes courtes de cuivre, d'argent, d'aluminium, de nickel et d'autres métaux non ferreux tels que les fils minces ou les feuilles. Cette méthode de soudage présente les avantages d'un temps de soudage court et d'un faible coût.

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Avantages et inconvénients du soudage des métaux Le soudage des métaux par ultrasons est rapide, économe en énergie, présente une grande force de fusion, une bonne conductivité électrique, pas d'étincelles, un traitement à froid et d'autres avantages ; l'inconvénient est que les pièces métalliques soudées ne peuvent pas être trop épaisses (généralement 5 mm ou moins), la position du joint soudé ne peut pas être trop grande et doit être pressurisée. Le procédé de soudage métallique par ultrasons est un procédé mécanique, le procédé de soudage, il n'y a pas de courant à travers les pièces soudées, il n'y a pas d'arc de soudage similaire à la méthode de soudage. Le soudage par ultrasons n'ayant pas de problèmes de conductivité thermique ou de résistivité, il s'agit sans aucun doute d'une méthode de soudage métallique idéale pour les matériaux non ferreux, et peut être efficace pour les tôles minces de différentes épaisseurs. Technologie de soudage par ultrasons VS technologie de sertissage traditionnelle : Principe : le soudage par ultrasons est la réorganisation de la structure en treillis des molécules de métal. Le sertissage est une déformation plastique. Résistance à l état initial (fil de 70mm² + connecteur par exemple) : la soudure ultrasonique est de 1-3μΩ, perçant le film d oxyde de surface. Le sertissage est de 10-20μΩ, déformation plastique, les filaments de cuivre sont indépendants, le film d'oxyde à la surface du fil de cuivre existe, la résistance du film est toujours là. Stabilité thermique (tension/résistance) à long terme : le soudage par ultrasons est une structure stable et intégrée, sans changement significatif après 10 000 cycles thermiques. Le sertissage est une déformation plastique qui persiste tout au long du cycle de vie. (Les filaments de cuivre deviennent plus fins, plus longs et plus lâches >>> la résistance devient plus grande, le chauffage intensifie un cycle thermique >>>> une expansion et une contraction thermique >>>> un sertissage) 2000-3000 fois après le cycle thermique la résistance apparaîtra un point d'inflexion, c'est la limite de sertissage. Capacité de tolérance et exigences de rendement (impact du matériau/de la taille) : capacité de tolérance du soudage par ultrasons. De petits changements dans les propriétés des matériaux n'ont pas d'effet sur le soudage ; les exigences en matière de tolérance de la taille des bornes ne sont pas élevées, la capacité de tolérance du diamètre du fil est faible. La tolérance de sertissage est faible. Les propriétés des matériaux affectent la ductilité, la ductilité de petites différences affecte sérieusement la cohérence du sertissage ; les exigences de taille du jeu de sertissage, la tolérance de la taille du diamètre du fil de cuivre affectent la qualité du sertissage. Stabilité sous vibration externe à long terme (test Exp. Slow Motion) : stabilité de la tension et de la résistance du soudage par ultrasons. La tension et la résistance du sertissage sont instables. La force de traction continue de baisser, la résistance continue d'augmenter ; dans la vibration externe à long terme, la pointe de sertissage du fil de cuivre est mince, longue et lâche. Force de traction (fil de 70 mm² + connecteur, par exemple) : le soudage par ultrasons a une force de traction élevée et constante (USCAR 38, 2700 N). La tension de sertissage est faible et décroissante (UL486A, 1235 N), Exp. Dans certains cas, la tension de sertissage n'est pas suffisante et la soudure à l'étain est ajoutée pour augmenter la tension. Gamme de fils applicable : soudage par ultrasons pour 0,75-25 mm², 16 mm²-80 mm², 70 mm²-160 mm². Le sertissage concerne les fils de 0,25 mm² à 35 mm², les fils de plus de 50 mm² ne conviennent pas au sertissage. Champ d'application du procédé : le soudage par ultrasons convient à l'aluminium et au cuivre (différents matériaux), à la plaque et au fil (différentes formes). Le sertissage ne convient qu'au sertissage du même matériau ; le sertissage fil + fil doit passer par la douille de sertissage ; le sertissage plaque + plaque n'est pas possible. Le champ d'application est étroit et le coût augmente. Aujourd'hui, certaines entreprises ont mis au point une technologie d'appariement des connexions qui permet de surmonter efficacement les défauts de la technologie de soudage par ultrasons grâce à des tests répétés, tout en mettant en place un système efficace d'inspection de la qualité dans le processus de production, ce qui garantit l'excellent indice de performance des produits.

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