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汽车线束超声波焊接设备市场分析

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  • 2022-08-25

汽车线束焊接目前生产工艺主要有压接和超声波焊接:压接就是利用端子将多股电线压在一起形成接头;超声波焊是利用超声波振动所产生的物理效应将线头结合起来。超声波应用于汽车线束生产,是从欧美开始流行的,主要得益于超声波金属焊接技术的发展。
两种技术比较:



1. 压接

优点:
生产速度快;设备简单。缺点:金属冲压存在反弹风险;恶劣工况下存在氧化和生锈风险,所有风险均可导致接触不良。
2.超声波焊
优点:
超强的电连接特性(基本零电阻);对于恶劣工况下存在氧化和生锈风险不敏感。缺点:设备昂贵;消耗件也较贵。

国内市场能见到的超声波线束焊机的厂家及产品分析:
一.进口产品:

1. TELSONIC (瑞士):其产品在国内并不多见。



据称其产品最大焊接横截面积:160mm².

2. SCHUNK (德国):该公司产品以前主要由库迈思精密机械(上海)有限公司代理。


主要型号:
Minic-II
标称:0.5-30mm²;
Global-Splicer-40
最大标称:40mm²
Global-Splicer-50
最大标称:50mm²

3. AMTECH (BRANSON美国):
SONICS (美国):经销商是上海幸义。





主要型号:
Ultrasplice XL 0.7-2标称:0.7-28mm²



Ultrasplice MOD-10
最大标称: 35mm²

4. TECHSONIC (韩国):由北京特声销售。



主要型号: US-3020WS标称:0.5-32mm²

二.国内合格产品:
佛山市顺德区楚鑫机电有限公司作为国内先进超声波金属焊接设备专业制造商,也推出了四种线束焊接机产品。



CX-40XA超声波线束焊机:
基本参数:①焊接线横截面积为:0.3-10mm²;
②工作频率: 40 KHz;
③标称功率容量 :
1000W



CX-20XA超声波线束焊机:
基本参数:①焊接线横截面积为:0.5-25mm²;
②工作频率: 20 KHz;
③标称功率容量 :
3600W



CX-20XB超声波线束焊机:
基本参数:①最大焊接线横截面积为:40mm²;
②工作频率: 20 KHz;
③标称功率容量 :
5000W



CX-20XC超声波线束焊机:
基本参数:①最大焊接线横截面积为:50mm²;
②工作频率: 20 KHz;
③标称功率容量 :
5000W

以上所列为满足汽车线束生产技术要求的产品,其具有明显的技术特征:① 超声波发生器均是频率自动跟踪(没有调频率的旋钮);② 线宽调整都是数字化设置;③ 多种参数数字化设置、存储及调用功能(一般都超过几十个);④ 有焊接品质控制软件。

1。卷边
优点:
生产速度快;设备简单。缺点:金属冲压有反弹风险;在恶劣的工作条件下存在氧化和生锈的风险,所有风险都会导致接触不良。
2。超声波焊接
优点:
超强电连接特性(基本为零电阻);在恶劣的工作条件下,对氧化和生锈的风险不敏感。缺点:设备贵;消费也比较贵。

国内市场上能看到的超声波束焊机的厂家及产品分析:
1。进口产品:
1。Telsonic(瑞士):其产品在中国很少见。

以上所列产品满足汽车线束中生产的技术要求,具有明显的技术特点:①超声波发生器均为自动频率跟踪(无频率调节旋钮);②线宽调整为数字设定;③各种参数的数字设定、存储和调用功能(一般几十个以上);④有焊接质量控制软件。

三.国内不合格产品:

国内除楚鑫机电外的厂家,这些厂家基本都是利用现有的超声波塑料焊接技术的电路及换能器等来做超声波金属焊接设备,所做设备满足不了汽车线束批量生产的技术要求。下面就举网络上信息量最大的一款产品例子来分析一下:


① 超声波发生器,一看就知道是用的超声波塑料焊B类半桥功放,不具备频率自动跟踪功能;②线宽手动调整;焊高手动调整限位;③ 焊接气压手动调整;④ 没有品控软件。
问题:① 焊头发热及带不同负载时所产生的频率漂移,怎么办?由此引致的焊头振幅下降,怎么办?② 不同方数的电线焊接参数每种都要手工调节?③ 如何判断每次焊接的产品是否合格?要知道,汽车线束生产可是大批量的。这种产品,我们有一比喻:载重货车上装了颗手扶拖拉机的发动机,你叫它怎么稳定载货?
对于国内那些号称做超声波金属焊的厂家具体的技术比较,我们有详细的技术比较文件,有兴趣的读者,可来电索取。三。国内不合格产品:
国内厂商除了初心机电之外,基本都是利用现有的超声波塑料焊接技术的电路和换能器来制作超声波金属焊接设备,无法满足汽车线束量产的技术要求。下面举一个网上信息量最大的产品:

①超声波发生器,一眼就能看出是超声波塑料焊接的B型半桥功放,不具备自动频率跟踪功能;②手动调整线宽;焊接主控手动调节极限;③手动调节焊接压力;④没有质量控制软件。
问题:①热焊发丝和不同负载引起的频率漂移怎么办?焊头振幅减小怎么办?②不同平方数的焊丝焊接参数要手动调整?③如何判断每个焊接产品是否合格?你知道,汽车线束产量很大。这类产品,我们打个比方:一辆卡车装一台手扶拖拉机的发动机。你指望它怎么稳定装货?【/br/】对于国内宣称做超声波金属焊接的厂商的具体技术对比,我们有详细的技术对比文件。有兴趣的读者可以打电话给他们。

中国市场分析:2008年以前线束焊机的第一品牌应该是:SCHUNK;排第二的应该是:AMTECH(BRANSON);2008年后,韩国TECHSONIC也进入中国;美国SONICS在2011年通过上海幸义进入中国。随着2008年楚鑫机电卖出第一台线束焊机,标志着国内产品和洋品牌在中国的竞争正式开始;楚鑫机电从一开始就将成为中国市场占有率第一品牌作为自己的目标,这个目标的制定,源自楚鑫机电的优势:①拥有和SCHUNK等进口产品品质竞争的核心技术;②基于进口产品价格一半的定价;③本土服务的快捷、周到。


我们楚鑫机电拥有两个注册品牌

中国市场分析:2008年以前线束焊机第一品牌应该是:舒克;;第二名应该是:AMTECH(布兰森););2008年后,韩国TECHSONIC也进入中国;美国超音速于2011年通过上海星艺进入中国。2008年,初心机电卖出第一台线束焊机,标志着国产产品与国外品牌在中国的竞争正式开始。初心机电从一开始就把成为中国市场份额第一的品牌作为自己的目标。这一目标的制定源于初心机电的优势:①拥有与舒克等进口产品竞争的核心技术;②按进口产品价格的一半定价;③当地服务快捷周到。


我们初心机电有两个注册品牌

那些号称做超声波金属焊接的国内厂商也想进入汽车线束市场,但是他们产品技术的先天不足,让他们很难进入正规市场,只能进入不要求质量的微型企业。

作为超声波束焊机,虽然厂家不多,但在技术细节上还是有一些差异的。下面分析其中的一些:

A .焊头区别:
焊头结构有两种,一种是整体式焊头;一种是分体式焊接头。整体焊头被以下公司采用:TELSONIC、SCHUNK、TECHSONIC、初心机电。以下公司采用了分体式焊接头:AMTECH(布兰森)和SONICS。分体式焊头唯一的优点是更换成本低,其他的都是技术上的缺点,比如:两种材料声阻抗不同导致发热;安装扭矩和端部接触不良引起的发热等。从技术角度来说,整体焊头具有无可比拟的优势。整体焊头的缺点是更换成本较高;但是在美国销售的分体式焊头的零配件价格仍然高于初心机电公司的整体焊头。

B .纹路区别:
纹路有两种,一种是直条纹;一种是网状的。直条纹更有利于超声波引入的加速能量。对于松散结构的线束,无论是直纹还是网纹都可以保证焊接质量。但是,在线束焊接中,所有夹具和焊头形成一个盒子,它们需要相对于彼此滑动。当出现磨粒磨损时,网纹表现出一些缺点:容易夹线。直线的设计是齿对齿,磨损对底部的缝隙影响不大。网格一般被AMTECH(BRANSON)和超音速所采用。

C .声能元件及结构差异:
AMTECH采用换能器+钛焊头+焊嘴结构,无喇叭,固定方式采用端面+节点辅助固定。优点:体积小。缺点:钛焊头外形奇特。当焊头损坏时,拆装麻烦。
针对这些细节,初心机电经过评估,采用了整体焊头和直条纹设计。和SCHUNK一样,我们采用换能器+喇叭+焊头的结构,固定方式不同。
对于线束机的使用,我们咨询了很多用户,看他们如何判断这些细节,结果是不确定的。我们猜测是使用习惯的问题。

对于线束焊接产品品质分析:1.检验标准 ; 2.焊接设备上如何分析:


首先,我们来看看什么样的焊接效果才是理想效果(见左图)。实际上,很多客户有误区:认为超声波焊接是将所有电线压成一个实体。这在技术上是能实现的,但有两个副作用:A. 压缩量比较大,减低拉力强度;B. 会需要较多的能量,会造成工件过热,表象是发黑。
所以,焊接线与线之间的理想状态是留有空余量的六角状结构,下面就详细分析一下具体的数值:线束焊接产品质量分析:1。检验标准;2.如何在焊接设备上分析:


先来看看什么样的焊接效果才是理想的(见左图)。事实上,许多客户都有一个误解,认为超声波焊接是将所有导线压入一个实体中。这在技术上是可以实现的,但是有两个副作用:a .压缩比较大,降低了抗拉强度;b .会需要更多的能量,导致工件过热,呈现黑色。
所以熔接线之间的理想状态是有空余量的六方结构。下面是具体数值的详细分析:


松散的线所表现出来的横截面积是真实横截面积的1.11-1.28倍(见左图排列);通常超声波焊接对产品的压缩量一般为:0.8-0.9范围;所以焊接出来成品的横截面积基本为真实横截面积的1.0-1.1倍范围(测量时需考虑纹路深度的影响)。

1. 检验标准:
国家标准现在还没有标准去针对于超声波焊接的汽车线束;IPC/WHMA-A-620A(线缆及线束组件的要求及验收),是我们能找到的关于超声波焊接线束的标准资料,但该标准也只是作了外观等非具体量化的标准约束。IPC标准主要内容:要求超声波焊接的线束,宽厚比介于1:1和2:1之间;线材不得出现任何变色;③在加压面可辨识股线的轮廓,但是没有松散的股线。
外资及合资企业基本采用德国大众标准VW60307-CN-2005
现在国内企业都是按德国大众标准或自己制定企业的标准来检验产品,主要有两个评判参数:1.拉力参数;2. 接触电阻。

2. 焊接设备上如何分析:
超声波线束焊机里有哪些参数调整、检测及如何分析呢?可调整、检测参数:振幅、压力、焊接时间、焊接能量、焊接高度、焊接宽度。
振幅:振幅的确定首先根据所焊材料机械特性,材质越软,需要的振幅越低;其次根据所焊线的横截面积,横截面积越大,代表焊接厚度越厚,考虑超声波在焊接方向上的衰减,所以横截面积越大,振幅越高。同一台机器,在焊接3mm²和焊接25mm²线束时,振幅参数基本要相差30%左右(所以超声波设备如果不具备振幅连续可调的功能,如何能适应线束焊接?)。
压力:横截面积越大,焊接压力越高。好的设备都是通过电气比例阀数字控制。
焊接宽度:根据IPC标准和德国大众标准VW60307-CN-2005,线结宽厚比介于1:1和2:1之间。横截面积越大,线结宽厚越接近2:1。所以当我们拿到一个线束产品时,首先根据这个规则确定焊接宽度;再根据宽度确定大致的焊接高度。优质焊机都是通过步进电机或伺服电机来调整焊接宽度。
焊接时间、焊接能量需根据所焊线横截面积来试焊确定。
高度参数是重要的分析参数:当我们确定好焊接宽度后,根据前面的分析,高度值就可计算出来,分焊前与焊后高度,作为没有焊之前是否缺线和是否焊接好的评判标准。质量分析,主要就指高度判断;当然,焊接能耗和时间可以作为另外的约束参数,看是否超过范围。一般做法:设定一个高度值(可计算和实际试焊决定),然后设定偏差值,当高度偏差超过范围时,即可判定为不合格。焊前与焊后均是这样。

3. 在评估超声波设备的生产稳定性上,拉力及撕拉力cmk及cpk是评判设备稳定性的关键指标。需强调一点:欧美厂家形成的单线0.35平方撕拉力cmk评判标准值得商榷。

总结:在中国,超声波焊接会越来越多地应用于汽车线束的生产,针对这项新的技术,消费者要擦亮眼睛,不要被那些行业内的骗子所蒙蔽。我们写这篇文章的目的,也就是让消费者对这种技术及设备进行初步了解,帮助判断,不要让产品陷入低品质低价格的恶性循环。

〖郑重声明:本公司网站的所有文章均为我司(楚鑫机电)原创,所有转载请注明出处。〗

松线显示的截面积是真实截面积的1.11-1.28倍(见左图排列);一般超声波焊接对产品的压缩在0.8-0.9的范围内;所以焊接成品的截面积基本在真实截面积的1.0-1.1倍范围内(测量时要考虑晶粒深度的影响)。

1。检验标准:
汽车线束超声波焊接没有国家标准;IPC/WHMA-A-620A(线缆和线束元件的要求和验收)是我们能找到的关于超声波焊接线束的标准信息,但是这个标准只做了外观等非特定的量化标准约束。IPC标准主要内容:超声波焊接的线束宽厚比在1:1 ~ 2:1之间;电线不得变色;③在压制面上可以辨认出线束的轮廓,但没有松散的线束。
外资、合资基本采用德国大众标准VW60307-CN-2005
目前国内企业都是按照德国大众标准或者自己的企业标准对产品进行检测。评价参数主要有两个:1。拉伸参数;2.接触电阻。2 .
。如何在焊接设备上分析:
超声波束焊机中调整、检测和分析哪些参数?可调和可检测的参数:振幅、压力、焊接时间、焊接能量、焊接高度和焊接宽度。
振幅:首先根据被焊材料的力学特性确定振幅。材料越软,所需的振幅越低。其次,根据焊丝的截面积,截面积越大,焊接厚度越厚。考虑到超声波在焊接方向的衰减,截面积越大,振幅越高。在同一台机器上,焊接3mm和25mm线束时,振幅参数基本相差30%左右(那么超声波设备如果没有连续可调振幅的功能,如何适应线束焊接呢?)。
压力:截面积越大,焊接压力越高。好的设备都是电动比例阀数控的。
焊接宽度:根据IPC标准和德国大众标准VW60307-CN-2005,结的宽厚比在1:1-2:1之间。横截面积越大,结的宽度越接近2:1。所以当我们得到一个线束产品的时候,首先按照这个规律确定焊接宽度;然后根据宽度确定大概的焊接高度。优质焊机通过步进电机或伺服电机调节焊接宽度。
焊接时间和焊接能量应根据焊丝的横截面积通过试焊确定。
高度参数是一个重要的分析参数:在我们确定了焊接宽度后,就可以根据前面的分析计算出高度值,并以焊接前后的高度作为判断焊接前是否缺丝、焊接是否良好的标准。素质分析主要指高判断;当然,焊接能耗和时间也可以作为其他约束参数,看是否超出范围。一般做法:设置一个高度值(可以通过实际试焊计算确定),然后设置一个偏差值。当高度偏差超出范围时,可判定为不合格。焊前焊后都是如此。
[br/]3。在评价超声设备的生产稳定性时,拉力和撕裂力cmk和cpk是评价设备稳定性的关键指标。需要强调的是,欧美厂商形成的单线0.35平方撕裂力的cmk评价标准值得商榷。

总结:在中国,超声波焊接将越来越多地应用于汽车线束的生产中。对于这种新技术,消费者要擦亮眼睛,不要被业内那些骗子骗了。写这篇文章的目的是让消费者对这种技术和设备有一个初步的了解,帮助他们判断,不要让产品陷入低质低价的恶性循环。

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