迟早，每根电线都需要附加到某些东西。无论是将两根电线连接在一起还是将多根电线直接连接到端子或组件，工程师必须在电阻焊接，焊接和超声波焊接之间进行选择。每个加入过程都有优缺点，应该仔细考虑。

焊接是一个很好的过程，是某些应用中的实际替代方案，例如终止镀锡线。它通常用于低批量生产，或预期现场修复的应用，例如音频电缆和多峰连接器。

焊接通常用于将电线密封到壳体中，其中焊点产生防潮密封和电连接。但是，如果使用的关节温度将接近焊料的熔点，则不能使用焊接。

SonicSolution Systems公司的工程经理Tony DiFinizio说:“在许多需要进行维修或必须将单线连接到组件的地方都使用焊接。如果不需要质量控制和保证，那么焊接可以提供一种廉价的连接方法。”

但是，因为导线通常是手动焊接，所以它可能是一个凌乱，耗时的过程。“必须用质量，焊接力量，使用铅基材料，烟气提取器和操作员安全等平衡成本，”Difinizio警告说。

“焊接是非常操作员依赖”，“Sonobond Ultrasonics总统珍妮特德文队”依赖“。“但是，当制造良好时，线和末端之间的所得关节将具有良好的剥离强度和拉伸强度。”

焊接选项

虽然焊接通常用于电子行业以连接电线，但焊接是许多汽车，航空航天和器具制造商中的首选方法。

“超声波金属焊接是拼接铜和铝线的最流行的方法，”爱迪生焊接研究所（EWI）超级工程师Tim Freech，高级工程师Tim Freech。“电阻焊接用于拼接和压实绞合线，对不锈钢和镍等较低导电材料更好。”

然而，电阻焊过程中产生的热量会使金属丝退火，从而降低焊缝附近金属丝束的抗拉强度。超音速材料公司金属焊接产品全球经理Mike Patrikios警告说:“由于电流密度，电阻焊机中的电极磨损很大，(电极)需要不断修整。”

激光焊接是另一种选择，但在将圆线连接到平端子时难以施加。“[因此]，它主要用于传感器，”Frech说。“它们通常使用非常小的电线并从一侧提供进入，使得难以使用电阻或超声波焊接。

“超声波和电阻焊接两者都适用于终端电线，”补充机构。“选择过程[应]基于材料。如果终端是镀锡黄铜，则在汽车电子设备中典型，使用电阻焊接。如果选择电阻焊接，则将线插入孔或其他类型的自固定终端设计中。“

虽然许多工程师对较旧的传统电线连接技术感到舒适，但焊接和电阻焊接，超声波焊接变得更加流行，尤其是在汽车工业中。Frech估计，汽车中使用的至少三分之二的电缆是超声波焊接的。

30年前，超声波金属焊接首次在汽车工业中用于拼接电线。这是一个机械过程，钢丝在15到40千赫兹的压力下一起振动。振动能分散表面氧化物，在链上产生磨损，形成冶金键。

“超声波焊接使用的能量小于电阻焊接，不需要任何水冷，并且不需要助焊剂或填充材料，”解释道。“金属不熔化，因此材料特性没有显着变化，与电阻焊接不同。超声波焊接也能够焊接氧化线和端子。“

尽管这些益处，超声波焊接可能对所有电线应用都不是理想的。“超声波接头具有良好的拉伸强度，但剥离强度低，因此需要考虑应变浮雕程序，”德林说。“小于1平方毫米的线束难以造成损坏而不会损坏，并且具有高股线计数和极其精细的单个电线的电线可能会遇到来自超声波焊接的断线。”

此外，由于超声波焊接需要重叠，对接接头并不总是可能的。Frech解释说:“重叠接头对于多种金属丝材料或尺寸更适合。”“对实心导线来说，端对端焊接(对接)效果很好。冲击焊可用于焊丝与端子的焊接或对焊。

材料问题

在确定要使用的正确类型的焊接过程中，导线或终端的材料的类型在确定使用的正确类型时起作用。导电材料，如铝，黄铜，铜，金，镍和银，通常是超声波焊接的。坚硬，含铁材料，如碳钢和不锈钢，是抗性焊接的更好候选者。

迪瓦恩指出:“超声波可焊接的材料最好是有色金属，因此有些应用是不可能的。”“(例如)预镀锡线通常是一个挑战。”

镀锡通常用于有腐蚀问题的应用场合。帕特里奇奥斯说:“像锡或铅这样的镀层对超声焊接造成了问题，因为这些材料在焊接过程中起到润滑剂的作用，有效地防止了磨损。”镀锡不像裸露的电线那样传递声音，所以振动被抑制了。Patrikios补充说:“在少量情况下，镀层可以分散，但它会造成一个难以控制的变量。”

工程师应始终注意在选择焊接过程之前用电线中使用的材料类型。例如，铜 - 铜可以用熔化金属的工艺焊接，但是必须用固态焊接工艺进行铜 - 不锈钢销，例如电阻焊接。

“材料对焊接过程有很大影响，”弗伦奇说。“(这就是为什么)超声波焊接更受欢迎，更有韧性，更导电的导线，如铜和铝。

“如果要焊接不同材料，例如铜或镍镍，则激光焊接更加困难，”推荐。“在这些情况下，必须使用固态过程[例如电阻焊接或超声波焊接]来避免在焊缝中形成脆性合金。敲击焊接也可以应用于不同的材料接头，因为熔融金属的快速凝固不含脆性金属间化合物。“

此外，焊丝尺寸影响焊接参数，如所需的能量。较大的电线比细的电线需要更多的能量。当涉及到高导电性金属，如铜和铝，焊接时间成为一个关键因素。

“由于导电金属是导热的，焊接时间需要短，以便不加热相邻的部件或失去能量远离接头的热量，”推动。“铜线的电阻焊接通常以小于30毫秒的方式进行。”

新挑战

随着汽车行业的升高生产混合动力车和电动车辆，对更大更复杂的线束不断增长。许多制造商正在转向铝线以节省重量并降低成本，尤其是大型装载电缆。

根据Freech，铝是一种需要高电流的良好候选者，例如引擎盖下的大型电缆。“将电池连接到初学者的电缆是一个很好的例子，”他指出。“我们还看到了在照明应用中使用的更多铝线。”

“铜比铝更容易焊接，”布朗森超声波公司的产品开发经理John Wnek说：“铝是可焊接的，但必须使用特殊的工具和焊接参数。当您将铝制到铜时，您不会通过相同的规格尺寸获得相同的强度和电流承载能力。从铜转换为铝时，通常必须加倍电线的大小以获得相同的属性。“

“铝合金的出现是一种日益增长的趋势，”差异化。“汽车行业中的每个人都试图调整它。然而，铝线造成一些独特的焊接挑战。“例如，铝倾向于粘在钢尖端。需要特殊的涂料和工具插入物，以防止材料粘附在工具上。

“我们目前正在研究一些涉及铝合金的项目，”Patrikios说。“事情看起来很有希望;我们应该在年底前宣布我们突破。我们已经超过了拉力的要求，但我们仍在研究一些工具问题。“

汽车行业的持续电气化也强制工程师使用较大的电缆。电动车具有高电流应用，需要大电缆终端和更好的互连。

“结果，截止和界限的尺寸较大，”difinizio解释。“混合动力和电动汽车中的电动机和电池的越来越多的使用是对更大和更大接头的需求。

DiFinizio补充道:“通常情况下，拼接的最大尺寸约为35至40平方毫米。“我们现在看到的需求是120平方毫米甚至更多。”

日益增长的需求是强迫焊接设备供应商，以创建具有先进的工具技术的产品。例如，Sonobond最近推出了一款双头拼接系统，可以焊接100平方毫米的线束。

双头接头的特点是在焊接区域的每一侧都有一个焊接头。它拥有一个4500瓦的电源和一个微处理器控制器，可以存储多达250个工作岗位。焊接高度、能量、时间可自动控制。

Devine说:“除了扩大线束尺寸的能力外，终端用户还希望更简单的工具变化和焊接质量的一致性，即使线束特性发生变化，例如线束氧化程度在不同供应商之间发生变化。”一个