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池銅鋁轉接采用超聲波焊接,行內人都熟知

時間:2021-05-28 瀏覽:
池銅鋁轉接采用超聲波焊接,行內人都熟知
 
 
超聲波金屬焊接機是利用高頻振動波傳遞到兩個需要焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的融合。
 
由于方形電芯極柱大多是鋁合金材料,電芯之間的電連接大部分采用激光焊接工藝,由于鋁巴匯流能力沒有銅巴強,模組輸出極需要銅鋁轉接,銅鋁轉接采用超聲波焊接工藝,此工藝在方形電芯成組工藝中應用最多,部分低壓采樣線束也是采用此工藝,如下圖6-54所示為方形模組銅鋁轉接結構。
 
 
 
 
 
在生產過程中經常有反饋超聲波焊接后工件出現裂紋,為了分析問題出現的原因,先了解超聲波焊接是如何操作,如圖6-55所示,超聲波焊頭以一定的壓力壓在工件表面,然后以20kHz的頻率做正弦振動,振幅0.04mm,持續時間0.3~0.6s。
 

圖6-55 超聲波對接焊示意圖
 
從以上可知,每完成一次超聲波焊接,工件已經承受了近萬次的振動,因此銅鋁巴焊后裂紋屬于振動疲勞問題,既然是振動問題就應該結合工件的固有頻率來分析,此問題適合采用模態疊加法[19]來進行求解,求解銅鋁巴超聲波焊接疲勞的基本思路如下圖6-56所示:
 
 
圖6-56 超聲波焊接疲勞分析基本思路
 
如下圖6-57和6-58所示為2并和3并的銅鋁巴超聲波焊接疲勞分析結果,2并設計因鋁巴比較短,從仿真分析結果來看不存在裂紋的風險;3并設計因鋁巴較長,從分析結果來看有斷裂風險,云圖中紫色即為危險區域,因此對于這種懸臂較長的焊接結構需要設計工裝夾具提供額外的支撐和固定,并可以通過多次的仿真分析對比來獲得最優的支撐位置,從而指導超聲波焊接夾具的設計。
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