[实用新型]超声波焊接固定设备

说明书

本实用新型提供一种超声波焊接固定设备，包括直接加压式超声波焊接单元，以及端子夹持固定单元，端子夹持固定单元包括夹具框架装置，其中夹具框架装置的中部安装有端子支撑底座装置，两侧安装有用于将端子固定在端子支撑底座装置上的端子夹持装置，端子支撑底座装置包括无齿纹底座和底座支撑块。本实用新型中的端子夹持装置提供夹持力，将端子牢靠固定在底座上，保证超声波焊接过程中端子不会滑动。该夹具配合直压式超声波焊接设备，接线终端可以达到良好的导通效果，最大程度减少对端子的损伤及金属粉尘，保证外观尺寸及表面镀层，该技术不仅可以提高产品的质量，同时可以提高底座寿命，降低底座维护保养成本。

技术领域

本实用新型涉及一种超声波焊接固定设备，尤其是涉及一种用于汽车高压接线终端无齿纹底座超声波焊接固定设备。

背景技术

高压线束(线束截面积≥25mm²)广泛应用于新能源汽车充电线缆、电池连接线等，能够传导高压大电流，其与端子的连接工艺直接影响电流传输效率以及使用寿命。高压接线终端：汽车内部用于传导高压电的线束(≥25mm²)终端，需要将高压线束与终端(端子)进行连接。

随着新能源汽车行业的迅猛发展，对高压接线终端连接工艺要求越来越高，超声波金属焊接工艺由于其独特的优势得到迅速应用。高压线束端子进行超声波焊接时，如图1所示，端子100放置在底座200上，线束101放置在端子100上，超声波换能器104将超声频电源提供的电能转换为高频振动的机械能，振动方向D是左右方向，同时在焊头102上方施加力F，通过超声波调幅器103和焊头102将能量传递到工件线束101上。超声波焊接利用超声波的高频振动摩擦，促使被焊接金属材料焊接处105表层原子高速运动，从而在焊接处形成金属固态结合。

根据焊头施加到工件线束的压力方向不同，焊接分为侧向加压焊接和直接加压焊接。现行的侧向加压焊接系统，在加压的过程中，加压位置和受压位置不在同一条中心线上，焊头受到端部的压力的反作用力而产生弯曲变形，这样微小的变形会很大影响超声波的振动能量传递效率，同时需要焊接位置底座上增大齿纹，提高摩擦力以改善振动效率。底座增加齿纹后，会造成端子接触位置有压痕，影响接线终端尺寸外观、表面涂层等，同时会产生金属粉尘。

另一种直接加压系统，在焊接处直接加压，焊接部位和加压部位是在一条中心线上，结构稳定性和压力的作用效果优于焊接处的侧向加压系统，超声波焊接的时候可以保证高效率的能量传递。不过现有的端子固定装置夹持力较小，为保证高频高能量焊接时端子不滑脱，同样需要底座增加齿形纹路，如前所述，会对端子造成不利影响。

因此，高压接线终端采用超声波焊接，一般采用有齿纹底座进行焊接。焊接时将端子放置于底座上，线束放置于端子上，超声波焊头在线束上方，通过焊接头的超声频率振动使线束与端子之间产生摩擦热能，从而连接到一起。

该焊接存在有以下常见问题：

1)端子与齿纹接触位置，焊接时会有振动能量消耗，焊后有深度压痕，影响端子外观、尺寸及表面镀层等，同时会产生金属粉尘。

2)底座长时间使用，齿纹会磨损影响焊接效果，同时使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于汽车高压接线终端无齿纹底座超声波焊接固定设备，解决了现有齿纹底座技术的缺点：

1)现行的焊接处侧向加压焊接系统，整体能量转换效率低，必须通过底座齿纹来提高焊接能量的转换效率，影响端子外观尺寸、表面镀层等，会产生大量的金属粉尘；

2)焊接处直接加压焊接系统，受限于端子工装夹具，同样需要齿纹底座来进行高压线束终端焊接，缺点同上；

3)齿纹底座长时间使用，齿纹会磨损影响焊接效果，寿命较短，重新维修研磨成本高。

其技术方案如下所述：