2025-11-26
The core reason why ultrasonic welding equipment has become the core welding technology for new energy vehicle charging cables (hereinafter referred to as "new energy charging cables") is that it perfectly matches the core requirements of new energy charging cables: "courant élevé, fiabilité élevée, résistance aux environnements difficiles et production en série." Il résout les problèmes techniques du soudage traditionnel (tels que le soudage et le crimping) et convient également aux scénarios d'application spéciaux des véhicules à énergie nouvelle (tels que la recharge rapide).Les exigences de soudage du noyau des nouveaux câbles de recharge d'énergie,l'adaptabilité technique du soudage par ultrasons, et ses avantages comparatifs par rapport aux procédés traditionnels.
I. Tout d'abord, clarifier: les exigences de soudage du noyau des nouveaux câbles de recharge énergétique (plus strictes que les câbles de recharge ordinaires pour voitures)
Les scénarios d'utilisation des nouveaux câbles de recharge énergétique (tels que les câbles de charge de type C et GB/T DC) sont "la recharge rapide à haute puissance (200V-1000V,10A-50A) + vibration du véhicule / températures élevées et basses / environnements humides + prise et décharge répétées à long termeLes exigences en matière de soudage dépassent donc de loin celles des câbles de recharge ordinaires de qualité grand public, en se concentrant sur quatre points clés:la résistance de contact augmente de... Même une résistance de 1 mΩ peut provoquer un chauffage localisé (Q=I2Rt), entraînant potentiellement une fusion de l'isolation et des risques de court-circuit.la résistance de contact à l'articulation de soudage doit être ≤ 30 mΩ, sans augmentation significative au cours de l' utilisation à long terme.
Résistance mécanique extrêmement élevée: le câble de charge doit résister à des forces répétées d'insertion et de retrait ainsi qu'à des vibrations du véhicule (10-2000 Hz).d'une épaisseur n'excédant pas 1 mm.
Fiabilité environnementale: Adaptable à une large plage de températures de -40°C à 85°C, à une humidité élevée et à des éclaboussures de sel (scénarios de charge en extérieur).et ont une performance électrique stable.
Libre de substances nocives + compatibilité avec la production de masse: répond aux exigences de "protection de l'environnement" pour les véhicules à énergie nouvelle (sans plomb, sans résidus de soudure),et est également compatible avec la production industrielle en série (temps de soudage à pièce unique ≤ 50 ms), rendement ≥ 99,5%).
II. Adaptabilité technique du soudage par ultrasons: répondre avec précision aux besoins fondamentaux
Soudage par ultrasons, par le mécanisme physique de "frottement par vibration à haute fréquence - liaison métallurgique," est théoriquement compatible avec les exigences strictes des nouveaux câbles de rechargeLa logique spécifique d'adaptation est la suivante:
1Faible résistance au contact: les liaisons métallurgiques atteignent une conductivité au niveau atomique
Les conducteurs des nouveaux câbles de recharge d'énergie sont principalement des fils de cuivre plaqués en étain (0,3-1,0 mm2) ou des fils tressés en cuivre,avec des bornes en alliage de cuivre plaqué/or (assurant la conductivité).
Pendant le soudage par ultrasons, des vibrations à haute fréquence (20-40 kHz) brisent la couche d'oxyde (CuO, SnO) à la surface du fil de cuivre et du terminal,permettant un contact direct entre les surfaces en métal purÀ des températures élevées localisées (200 à 400 °C), la diffusion atomique se produit.La résistance au contact de cette méthode de collage est beaucoup plus faible que celle du "crimping mécanique" traditionnel (contact physique)., dépendant de la pression pour maintenir la conductivité) et "soudure à l'étain" (où la couche de soudure a une résistance à l'interface).
Dans les applications pratiques, la résistance de contact du soudage par ultrasons peut être stabilisée à...** avec une variation de résistance de ≤ 5% après utilisation prolongée (résistance à la température et aux vibrations), il répond pleinement aux exigences de basse température pour une transmission à courant élevé.
2. ** Haute résistance mécanique:** Double renforcement de la liaison métallurgique et du verrouillage physique.,Les vibrations ultrasoniques provoquent une légère déformation des fils de cuivre, les intégrant dans la rainure de soudage des bornes, formant un "embrayage physique".les forces interatomiques dans la couche de liaison métallurgique rendent la force de jointure bien supérieure à celle d'une simple connexion mécaniqueAprès optimisation des paramètres (par exemple, puissance 3-5 kW, pression 0,3-0,5 MPa, temps 30-50 ms), la résistance de traction au niveau de la soudure peut atteindre 15-25 N,qui est 2 à 3 fois plus résistant que le crimping traditionnel (5-10N)Il peut résister à la force de traction des câbles de charge et des vibrations du véhicule, empêchant ainsi la chute du joint.
3- Fiabilité environnementale: sans faille + sans résidus de soudure, résistant à l'antioxydation et à la corrosion
Le joint lié métallurgiquement n'a pas de trous d'interface évidents, ce qui rend difficile la pénétration de l'humidité et de l'oxygène, empêchant ainsi efficacement l'oxydation interne; en même temps,le processus de soudage ne nécessite ni soudure ni fluxLes essais environnementaux ont montré qu'après 50 cycles à -40°C à 85°C, la résistance à l'oxydation du soldeur et aux résidus de flux conduisant à la corrosion est réduite.la variation de la résistance au contact de l'articulation soudée par ultrasons est ≤ 8%; après un essai de pulvérisation de sel (solution à 5% de NaCl, 48 heures), il n'y a pas de corrosion significative, ce qui le rend parfaitement adapté aux environnements extérieurs et intérieurs difficiles des véhicules à énergie nouvelle.
4- Environnemental + production de masse Adaptable: hautement efficace et sans pollution, répondant aux besoins de l'industrialisation
Le soudage par ultrasons est un "processus physique", sans émission de plomb ou de solvants organiques, répondant aux normes environnementales pour les véhicules à énergie nouvelle (telles que l'UE RoHS et la Chine GB/T 2423).Le temps de soudage est extrêmement court (10-50 ms/point), bien supérieure à celle de la soudure (plusieurs secondes/point) et du crimping (dix secondes/point).et inspection), la capacité de production peut atteindre plus de 100 000 pièces par jour, avec un rendement stable de plus de 99,5%, ce qui la rend adaptée aux besoins de production de masse de composants de véhicules à énergie nouvelle.
5. Adaptable à des matériaux conducteurs spéciaux: Répondre aux exigences de haute conductivité des câbles de charge rapide Pour réduire la résistance, les câbles de charge rapide à énergie nouvelle utilisent souvent du cuivre de haute pureté (99.99%)Ces matériaux ont des points de fusion élevés (cuivre 1083°C),ce qui rend difficile pour la soudure traditionnelle (point de fusion 231°C) d'obtenir une connexion efficace (la force de liaison entre la soudure et le cuivre est faible)Cependant, la "ligue métallurgique à basse température" du soudage par ultrasons (en dessous du point de fusion du cuivre) convient parfaitement, permettant une connexion fiable sans endommager le matériau conducteur.
Stabilité de fréquence: fluctuation de fréquence ≤ ± 0,5 kHz, évitant une mauvaise consistance de soudage due à l'instabilité énergétique;
La précision de régulation de la pression: précision de réglage de la pression ± 0,01 MPa, assurant une pression de soudage uniforme;
Précision de positionnement: les équipements industriels doivent être équipés d'un dispositif de positionnement visuel ou mécanique (précision ≤ ± 0,05 mm) afin d'éviter les désalignements de soudage;
Compatibilité des matériaux: le matériau de la tête de soudage sélectionné est un alliage de titane (TC4) ou un alliage dur, avec une bonne résistance à l'usure et une bonne conductivité thermique, adapté au soudage des métaux/plastiques;
Classement de protection: Classement de protection des équipements ≥ IP54, adapté aux environnements d'atelier poussiéreux et huileux.
Sélection de la tête de soudage (composants de base):
Tête de soudage métallique: Fabriquée en alliage de titane, conçue avec un "type de rainure" (adapté à la rainure de soudage du terminal) pour éviter les dommages aux fils et terminaux en cuivre;
Tête de soudage en plastique: Fabriquée en alliage d'aluminium, avec traitement de surface anodisé, personnalisée selon la forme de la coque (par exemple, ronde, carrée), assurant un transfert d'énergie uniforme.
VI. Inspection de la qualité et vérification de la fiabilité En tant qu'accessoire électronique embarqué dans un véhicule, la qualité de soudage des câbles de chargement des voitures a une incidence directe sur la sécurité.Ils doivent passer trois niveaux d'inspection.: "Inspection de l'apparence + performance électrique + fiabilité environnementale":
1Inspection de l' apparence (100% d' inspection complète)
Inspection visuelle ou observation à l'aide d'une loupe (10-20x): pas de fils lâches au niveau de la soudure, pas de déformation des bornes, pas de débordement de fusion dans la coque en plastique et pas de déformation du PCB;
Inspection dimensionnelle: utiliser des étriers pour mesurer la longueur de la soudure et l'espacement entre les bornes; écart ≤ ± 0,1 mm.
2. Inspection des performances électriques
Test de résistance au contact: utiliser un micromètre (d'une précision de 0,01 mΩ) pour mesurer la résistance de la soudure; ≤ 50 mΩ est acceptable;
Test de conductivité: appliquer une tension de 5 V CC et tester la stabilité de la transmission de courant; aucun circuit ouvert ou court-circuit n'est acceptable;
Épreuve de résistance au courant: passer le courant nominal (comme 2A, 3A ou 5A couramment utilisé dans les chargeurs de voiture) pendant 1 heure; la température de soudage ≤ 60°C est acceptable.
3. Vérification de la fiabilité environnementale (inspection par échantillonnage, norme AQL)
Test de résistance à la traction: le joint de soudure est étiré à une vitesse de 5 mm/min à l'aide d'un testeur de traction; ≥ 5 N est acceptable.
Essai de résistance à la température: -40°C (4 heures) → Température ambiante (30 minutes) → 85°C (4 heures), effectué 5 fois; aucun écaillage et changement de résistance au contact ≤ 10% sont acceptables.
Essai de résistance à l'humidité: 40°C, 90% RH, pendant 10 jours consécutifs; aucune oxydation ou corrosion est acceptable.
Épreuve de résistance aux vibrations: 10 à 2000 Hz, accélération 10 g, 2 heures chacune pour les axes X/Y/Z; aucun écaillage ou court-circuit n'est acceptable.
Épreuve d'étanchéité (soudage à la coque extérieure): norme IP54; pulvériser de l'eau pendant 15 minutes; aucune pénétration d'eau n'est acceptable.
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