| 最先進的焊接和焊接設備可確保將電線牢固地連接到端子或其他電線上。
當普通人打開冰箱，抓到的是沒有制冷的汽水罐或瓶子時，他最初的反應是失望的。但是，如果那個人剛好是這一類型設備的線束組裝者，他的下意識想法是：檢查蒸發器風扇線束。在檢查磨損和損壞的同時，他還將了解電線是熔接還是焊接到連接器，以及兩種工藝的執行情況。
很可能，他會看到電線是超聲波焊接的。服務于白色家電市場的線束制造商越來越喜歡這種技術，因為它可以產生具有高導電性的可靠連接。
這并不是說所有這些線束制造商都已轉向超聲波焊接。許多人還喜歡電阻焊接和熔接。前者是經濟的并且能夠連接相似和不同的材料，而后者仍然是端接鍍錫線和小批量生產的流行方式。
制造商確切知道的是，所有這三種方法都能有效地將電線連接到金屬部件，以及將兩根或更多根電線拼接在一起。他們還知道，充分了解每種技術的所有優缺點對于選擇應用的最佳連接工藝至關重要。
超聲波焊接
自20世紀80年代初以來，超聲波已經被用于電線接合以及將電線焊接到金屬連接器和端子。該工藝涉及在15至40千赫的頻率下通過壓力將線股振動在一起。振動能量使表面氧化物分散，在股線上產生磨損并形成固態冶金結合。
圖1：自20世紀80年代初以來，超聲波已經被用于電線接合以及將電線焊接到金屬連接器和端子。
“超聲波工藝提供低電阻焊接，”Emerson聘請的美國布蘭森超聲波金屬焊接公司全國銷售經理Joe Stacy說�！暗碗娮韬附釉试S使用更小的電纜，這為制造商節省了資金和空間�！�
通常，鋁、鎳、銀、銅和金等導電材料被超聲波焊接。該工藝比電阻焊所消耗的能量減少了約80%，并且不需要水冷卻。而且，與焊接不同，超聲波焊接不需要焊劑或填充材料。
Branson的2032S系統可生產高質量的線接頭，其橫截面積為0.7至40平方毫米。 該系統配備Versagraphic電源，可自動即時調整接頭參數，包括寬度、壓力、振幅和能量。 操作員可以按順序編程預設接頭的數量，以獲得最佳的生產效率。 其他標準功能包括可伸縮的鐵砧(最大化線纜負載區域)、聚集工具(便于拆卸接頭)和冷卻空氣，以延長高生產環境中的工具壽命。
“無論他們所服務的是什么行業，線束制造商都需要24-7(每周七天，每天24小時)的可靠且具有成本效益的焊具，”Stacy說�！俺暡ê附邮冀K具有成本效益，這也是其日益普及的主要原因之一�！�
Sonobond Ultrasonics公司總裁Janet Devine表示，不斷發展的機器技術也有助于超聲波焊接比其他連接方法更能保持其經濟和效率優勢。例如，陶瓷壓電傳感器能夠在高電壓和高溫(高達300℃)下有效運行。此外，電源和電子設備提供數字精度和控制。
Sonobond的SPG(單點接地)2600焊機可在單個端子上超聲波焊接多達20平方毫米(最多18根線)的線束。在自動折疊端子臂之前，微處理器控制的單元以一個脈沖完成焊接，從而可以消除接頭應力。它可處理標準和輕微鍍錫或氧化的電線。
Devine表示，該焊機采用獲得專利的Wedge-Reed系統，而不是橫向驅動系統。前者將低振動幅度與高振動力相結合，該高振動力以剪切模式引導平行至被焊接材料的界面。這使得與金屬焊件的阻抗匹配得更好，其密度是塑料的六到九倍。
圖2：超聲波焊接有效地捻接絞合(頂部)和鍍錫線。
盡管有許多好處，超聲波焊接卻還是有一些局限性。對于初學者來說，這個工藝需要比壓接(大約2秒)更長的時間，并且設備相對昂貴(35000美元到70000美元)。它不能用于鍍錫、小于1平方毫米的導線束、薄的單根導線(36 AWG或更高)或具有高絞合數的導線束。另外，由于該工藝需要交疊，因此并不總是能夠進行對焊接頭。
電阻焊
與超聲波焊接一樣，電阻焊接具有快速且經濟有效地將電線連接到小金屬部件的長期應用歷史。它們的區別在于電阻焊更適合于導電性較差的材料，如鎳和不銹鋼。例如，如果端子是鍍錫黃銅，則將使用該工藝。
在電阻焊接中，將電線插入孔或其他類型的自固定端子設計中。然后將電線和其他部件推到一起，同時使電流短暫地通過它們。對電流的阻力在部件和電線內部和之間產生用于焊接的熱量。當電流停止時，電極繼續將部件保持在一起以形成焊接。
電阻焊通常用于拼接和壓緊絞合銅線。該工藝在2至50毫秒內發生，具體取決于導線尺寸(50至10 AWG)。它的另一個好處是節能、清潔焊接和最小的熱影響區，其中焊接熱量幾乎不會改變焊縫處或附近的材料。
圖3：SPG 2600焊機將超過20平方毫米的線束超聲波焊接到一個端子上。
在缺點方面，電阻焊接期間產生的熱量會使線材退火，這會降低與焊縫相鄰的線股的抗拉強度。由于電流密度，電極磨損也很高。
“成功將絞合銅線電阻焊接到不同類型端子的關鍵是防止它在焊接工藝中擴散，”咨詢公司microJoining Solutions(mJS)的創始人兼總裁David Steinmeier解釋道。自1998年以來，mJS專注于激光和電阻焊接工藝的開發、優化和驗證�！叭魏魏退型ㄟ^接頭傳輸的線股都會使附近的連接器短路�！�
Steinmeier提供了四種方法來捕獲這些接頭。第一種是電固化，這涉及通過經由頂部和底部鎢電極使高電流通過該塊，從而將絞合線固化成實心銅塊。頂部電極上的力有助于壓縮和固化絞合線。然后將固體塊焊接到端子上。
另一種選擇是在電極尖端上制作V形凹槽或半直徑的圓弧，然后在焊接期間將絞合線放置在該區域內。這種方法可能無法捕獲和焊接所有股線，而且它帶來了清潔和保持尖端的挑戰，以及頂部電極與底部電極短路并終止焊接工藝的可能性。
豬尾絕緣方法包括分離(但不去除)與電線的絕緣(以減少焊接期間的布線擴散)，并使暴露的電線股與扁平的矩形頂電極接觸。最后一個選擇是設計帶有導向柱或固定銷的夾具，將絞合線固定在端子上，防止絞合線在焊接工藝中擴散。該設計可以容納一個或多個端子。
“鋁線可以進行電阻焊接，但這是一項挑戰，”Amada Miyachi America的銷售工程經理Marty Mewborne說�！皢栴}是頂層氧化，導線迅速弱化�！�
為了解決這個問題，Mewborne建議線束制造商在末端使用帶鋁覆層的銅端子。這些端子可實現鋁—鋁焊接。
熱壓接
幾十年來，歐洲電動機制造商博世、西門子和大眾汽車使用機器或化學品從磁線末端剝去搪瓷涂層，然后將其壓接到銅環端子或套管上。Strunk Connect有限兩合公司在2010年改變了所有這一切，引入了熱壓接技術，這種技術可以在壓接電線和端子或套管時對絕緣材料進行蒸發。除了提高制造商的生產率外，該技術還通過最大限度地減少電線和端子中銅的應力來提高焊接強度。
與電阻焊接類似，熱壓接依賴于由焊接材料的電阻產生的熱量以及在焊接期間用于將材料保持在一起的力。與電阻焊不同，熱壓接使用專門設計的焊頭，將焊線連接到端子，接觸電阻幾乎為零。
Strunk Connect董事總經理Heinz Bockard表示，該技術可以加入標準和高頻(電流大于10千赫茲)的電磁線和非絕緣銅線。電磁線由銅或鋁制成，并涂有非常薄的搪瓷或聚合物絕緣層。熱壓接可焊接直徑從30 AWG到300 MCM(300,000圓密耳)的焊線。
在半自動臺式機器上，工人將纏繞電磁線的線圈放入機器中，在端子中插入開放的端子并激活焊接循環。在幾毫秒內，焊頭釋放足夠的電流以在端子處產生約700℃的溫度，蒸發絕緣體并將線端部彼此焊接到端子上。在接下來的幾秒鐘內，終端冷卻至100℃，然后冷卻至45℃，然后手動從機器中取出。
半自動系統具有小托盤，其將部件移入和移出熱卷邊機。工人將線端插入端子，啟動機器并在冷卻后從托盤中取出組件。全自動系統還可在焊接前自動將線端插入端子。
焊接
一個多世紀以來，裝配商一直使用焊接熔接和捻接電線，這對于自公元前3000年以來一直存在的技術來說相對較新。焊接是將兩塊金屬與熔點(約200℃)低于工件的填充金屬(焊料)連接的工藝。
因為它主要是手工完成的，所以焊接最適合小批量生產。然而，在一些大批量應用中，手工焊接是不可避免的。案例包括將電線連接到不可能接頭的專用設備，或將高端同軸電纜焊接到連接器。
該工藝有幾個優點和缺點。從好的方面來說，焊接提供了耐用、耐腐蝕、相對便宜的設備，以及可以輕松移除連接的靈活性，從而簡化了原型設計和現場工作。負面因素包括安全問題(生產車間的熱鐵和熔融金屬)、腐蝕性焊劑以及需要提取器去除燃燒焊劑中的煙霧。
“在不能將電阻焊接電極施加到電線端子接頭的地方，電線與端子的快速焊接開始出現在應用中
在不能將電阻焊接電極施加到電線端子接頭的應用中，電線與端子的快速(Flash)焊接開始出現，”Steinmeier稱�！斑@種自動化方法涉及使用二極管激光器，需要0.1到0.25秒，而手工焊接則需要2秒鐘�！�
根據Steinmeier的說法，快速焊接用于端接或接合細線：15至125微米寬(50至36 AWG)。它使用標準或無鉛焊料(熔點為80°C至220°C)，適用于涉及微小、敏感連接器或PCB的應用，例如醫療設備中的應用。
該技術也很靈活。Steinmeier認為可用熱風筆代替激光。預焊接端子是另一種選擇。在導線壓接在端子中之后，它在筆的前面通過，使焊料熔化并流到位。 |
