汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡主體，汽車正常工作的神經(jīng)元。沒有線束也就不存在汽車電路。傳統(tǒng)的汽車線束是指由銅材沖制而成的接觸件端子(連接器)與電線電纜壓接后，外面再塑壓絕緣體或外加金屬殼體等，以線束捆扎形成連接電路的組件。

隨著汽車電子產(chǎn)品和各種通訊設備進入汽車，對汽車線束傳輸?shù)碾娦盘柕囊笠踩找婵量獭閼獙@些高精度電壓和信號傳輸?shù)囊螅瑐鹘y(tǒng)的線束制造工藝上采用了一些特殊材料，比如雙絞線、屏蔽線、鍍金端子等。然而，在多數(shù)的電子控制設備和一些特殊信號上仍然顯得無濟于事，例如CAN控制器信號傳輸線路、安全氣囊信號傳輸線路以及一些音頻信號傳輸線路。現(xiàn)有的端子導線對壓接工藝盡管采用了以上特殊材料，但在上述信號傳輸線路中，信號偶爾還是出現(xiàn)失真或較大衰減。

1 端子壓接工藝的研究

采用傳統(tǒng)壓接工藝壓接的汽車線纜，經(jīng)解剖放大發(fā)現(xiàn)在銅絲與銅絲之間、銅絲與端子壁之間形成空洞[1]。傳統(tǒng)汽車線束生產(chǎn)工藝采用銅材沖制而成的接觸件端子(連接器)與導線壓接，僅對電線銅絲進行簡單擠壓，使銅絲產(chǎn)生物理變形，這樣就有可能出現(xiàn)銅絲變形不足，在端子與導線進行壓接后，必然形成上述空洞，這些空洞的存在，是不可避免的。而這些空洞的存在，必然導致壓接部位電阻系數(shù)增加，導電性下降，從而影響電流和信號的傳輸質(zhì)量，進而影響其他電器及電子設備的正常工作。同時，線束制作過程中因壓接引起的質(zhì)量缺陷[2]，必將導致使用耐久性降低，并且易發(fā)熱產(chǎn)生高溫，形成線束燒損質(zhì)量隱患點。2 超聲波壓接和端子壓接工藝對比分析

超聲波壓接是通過電晶體功能設備將工頻50/60 Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20kHz或40 kHz的高頻電能，供應給轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成高頻機械振動能，調(diào)壓裝置將高頻機械能傳至超聲波焊接機的焊頭。振動通過焊頭傳遞到需要焊接的兩個金屬表面，兩個金屬表面相互摩擦形成熱能使金屬熔化，在短暫的壓力下可以使熔化物在粘合面固化時產(chǎn)生強分子鍵，最終形成金屬分子層之間的熔合，整個周期通常是不到一秒鐘便完成，但是其焊接強度卻接近于一塊連著的材料。而傳統(tǒng)的端子壓接是通過金屬端子的U型部位對電線銅絲進行簡單物理擠壓，利用相鄰銅絲之間的表面摩擦力來保證電線與端子之間的連接。事實上，無論是經(jīng)超聲波壓接的導線還是端子和導線，在壓接處呈矩形狀，無松散的芯線和斷頭或裂開的芯線；而且，導線沒有彎曲，而是在自熔合處呈直線引出。超聲波焊接是通過相鄰金屬表面熔化，形成金屬分子層之間的熔合，相當于將相鄰金屬熔為一個整體，相比端子壓接后相鄰銅絲仍為獨立金屬個體而言，焊接部位的密實度更好，不會出現(xiàn)空洞。導電性好，電阻系數(shù)極低或近乎于零，有效提高了使用耐久性，不易發(fā)熱，無質(zhì)量隱患。如圖1所示，為超聲波壓接截面[1]。

超聲波壓接端子接面圖3 超聲波壓接和端子壓接的試驗數(shù)據(jù)分析在進行壓接處外觀對比和截面分析基礎上，筆者對兩種壓接工藝的導線進行了拉脫力和導電性能測試。測試分別選取了0.75mm2、4.0 mm2、16.0 mm2導線進行試驗。試驗方法和標準依據(jù)《QC/T29106-2004汽車用低壓電線束技術條件》的要求進行，試驗結(jié)果見表1[2]和表2[2]。

拉力對比表從表1可以看出，超聲波壓接和端子壓接在拉脫力性能上，均可以滿足使用要求，但由于壓接工藝本身差異，端子壓接截面往往出現(xiàn)空洞，芯線外漏、絕緣層破損等質(zhì)量缺陷。從表2可以看出，超聲波壓接比端子壓接的電壓降在同樣條件下要低得多，因而對導電性能和信號傳輸性能比端子壓接要優(yōu)越得多。至少可以有以下3個方面的優(yōu)點。第一，解決端子壓接形成的空洞，提高導電性能和整個電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性能。第二，減低因接觸電阻引起的熱量堆積，防止了線束局部溫度升高和線束燒毀的質(zhì)量隱患。第三，防止了線束中導線受外界水分、灰塵、油氣等不良因素影響而造成銅絲銹蝕、氧化，從而引起導電性能下降和信號傳輸失真。基于上述研究，筆者認為對信號要求很高或電流較大的線路，在其端子與導線、導線與導線間的壓接，采用超聲波壓接，對提高信號傳輸質(zhì)量或電流輸送能力是非常有效的，而且也可以提高汽車電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性。