कार चार्जिंग पावर केबल के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीन की आवश्यकता क्यों है

The core reason why ultrasonic welding equipment has become the core welding technology for new energy vehicle charging cables (hereinafter referred to as "new energy charging cables") is that it perfectly matches the core requirements of new energy charging cables: "उच्च धारा, उच्च विश्वसनीयता, कठोर वातावरण के प्रतिरोध और बड़े पैमाने पर उत्पादन।यह पारंपरिक वेल्डिंग (जैसे मिलाप और क्रिमिंग) के तकनीकी कठिनाइयों को हल करता है और नई ऊर्जा वाहनों (जैसे तेजी से चार्जिंग) के विशेष अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए भी उपयुक्त है।निम्नलिखित तीन आयामों से इसके अनुकूलन तर्क का व्यवस्थित विश्लेषण करता हैः नई ऊर्जा चार्जिंग केबलों की कोर वेल्डिंग आवश्यकताएं,अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की तकनीकी अनुकूलन क्षमता, और पारंपरिक प्रक्रियाओं के मुकाबले इसके तुलनात्मक फायदे।

I. सबसे पहले, स्पष्ट करेंः नई ऊर्जा चार्जिंग केबलों के कोर वेल्डिंग आवश्यकताएं (सामान्य कार चार्जिंग केबलों की तुलना में अधिक सख्त)

नई ऊर्जा चार्जिंग केबलों (जैसे टाइप-सी और जीबी/टी डीसी चार्जिंग गन केबल) के उपयोग के परिदृश्य "उच्च शक्ति वाले फास्ट चार्जिंग (200V-1000V,10A-50A) + वाहन कंपन / उच्च और निम्न तापमान / आर्द्र वातावरण + लंबे समय तक बार-बार प्लगिंग और अनप्लगिंगइसलिए वेल्डिंग की आवश्यकताएं सामान्य उपभोक्ता-ग्रेड चार्जिंग केबलों की तुलना में बहुत अधिक हैं, चार प्रमुख बिंदुओं पर ध्यान केंद्रित करते हुएः कम और स्थिर संपर्क प्रतिरोधः उच्च धारा के तहत,संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि होती है... यहां तक कि 1 mΩ का प्रतिरोध भी स्थानीय ताप (Q=I2Rt) का कारण बन सकता है, जिससे संभावित रूप से इन्सुलेशन पिघलने और शॉर्ट सर्किट के जोखिम हो सकते हैं।वेल्ड जॉइंट पर संपर्क प्रतिरोध ≤30 mΩ होना चाहिए, लंबे समय तक उपयोग के दौरान कोई महत्वपूर्ण वृद्धि नहीं हुई।

अत्यधिक उच्च यांत्रिक शक्तिः चार्जिंग केबल को बार-बार सम्मिलित करने और निकालने के बल और वाहन कंपन (10-2000 हर्ट्ज) का सामना करना चाहिए। वेल्ड संयुक्त पर खींचने की ताकत ≥10N होनी चाहिए,बिना किसी जुदाई या टूटने के.
पर्यावरणीय विश्वसनीयताः -40°C से 85°C के बीच के तापमान, उच्च आर्द्रता और नमक छिड़काव (बाहरी चार्जिंग परिदृश्य) के लिए अनुकूलन योग्य। वेल्ड संयुक्त ऑक्सीकरण और संक्षारण से मुक्त होना चाहिए,और स्थिर विद्युत प्रदर्शन है.
हानिकारक पदार्थों से मुक्त + बड़े पैमाने पर उत्पादन संगतताः नई ऊर्जा वाहनों के लिए "पर्यावरण संरक्षण" की आवश्यकताओं को पूरा करता है (लीड मुक्त, सोल्डर अवशेष मुक्त),और औद्योगिक बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ भी संगत है (एक टुकड़ा वेल्डिंग समय ≤50ms), उपज ≥99.5%).

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की तकनीकी अनुकूलन क्षमता: मूल जरूरतों को ठीक से पूरा करना
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग, उच्च आवृत्ति कंपन घर्षण के भौतिक तंत्र के माध्यम से - धातु विज्ञान बंधन," सिद्धांत रूप में नई ऊर्जा चार्जिंग केबलों की सख्त आवश्यकताओं के साथ संगत हैविशिष्ट अनुकूलन तर्क इस प्रकार है:

1कम संपर्क प्रतिरोधः धातु विज्ञान बंधन "परमाणु स्तर पर चालकता" प्राप्त करता है

नई ऊर्जा चार्जिंग केबलों के कंडक्टर ज्यादातर बहु-स्ट्रैंड टिन-प्लेट तांबे की तार (0.3-1.0 मिमी2) या तांबे की ब्रैटेड तार होते हैं।टिन-प्लेटेड/गोल्ड-प्लेटेड तांबे के मिश्र धातु से बने टर्मिनलों के साथ (संवाहकता सुनिश्चित करना).

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के दौरान, उच्च आवृत्ति कंपन (20-40kHz) तांबे के तार और टर्मिनल की सतह पर ऑक्साइड परत (CuO, SnO) को तोड़ता है,शुद्ध धातु सतहों के बीच प्रत्यक्ष संपर्क की अनुमतिस्थानीय उच्च तापमान (200-400°C) पर परमाणु प्रसार होता है,एक "धातुकर्म बंधन परत" (कई माइक्रोमीटर मोटी) बनाने के लिए इस बंधन विधि का संपर्क प्रतिरोध पारंपरिक "यांत्रिक क्रिमिंग" (भौतिक संपर्क) की तुलना में बहुत कम है।, प्रवाहकता बनाए रखने के लिए दबाव पर निर्भर) और "टिन सोल्डरिंग" (जहां सोल्डरिंग परत में इंटरफ़ेस प्रतिरोध होता है) ।

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के संपर्क प्रतिरोध को... 1. **10-30mΩ पर स्थिर किया जा सकता हैः** लंबे समय तक उपयोग के बाद प्रतिरोध परिवर्तन ≤ 5% (तापमान और कंपन प्रतिरोध) के साथ, यह उच्च धारा के संचरण के लिए कम गर्मी की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करता है।

2. **उच्च यांत्रिक शक्तिः** धातु विज्ञान बंधन और भौतिक इंटरलॉकिंग की दोहरी सुदृढीकरण। जब नए ऊर्जा चार्जिंग केबलों के टर्मिनलों के लिए बहु-स्ट्रैंड तांबे के तार के हार्नेस को वेल्ड करते हैं,अल्ट्रासोनिक कंपन तांबे के तारों के मामूली विरूपण का कारण बनता है, उन्हें टर्मिनलों के वेल्डिंग ग्रूव में एम्बेड करता है, एक "भौतिक इंटरलॉकिंग" बनाता है।धातुकर्म बंधन परत में अंतरपरमाणु बल संयुक्त ताकत एक साधारण यांत्रिक कनेक्शन की तुलना में कहीं अधिक करमापदंडों को अनुकूलित करने के बाद (उदाहरण के लिए, शक्ति 3-5kW, दबाव 0.3-0.5MPa, समय 30-50ms), वेल्ड पर खींचने की ताकत 15-25N तक पहुंच सकती है,जो पारंपरिक क्रिमपिंग (5-10N) से 2-3 गुना मजबूत हैयह चार्जिंग केबलों को बार-बार प्लग करने और अनप्लग करने और वाहन के कंपन के तन्य शक्ति का सामना कर सकता है, जिससे जोड़ के गिरने से रोका जा सकता है।

3पर्यावरणीय विश्वसनीयताः कोई अंतराल नहीं + कोई मिलाप अवशेष नहीं, एंटी-ऑक्सीडेशन और संक्षारण प्रतिरोधी
धातुकर्म से बंधे हुए जोड़ में कोई स्पष्ट इंटरफ़ेस अंतराल नहीं है, जिससे नमी और ऑक्सीजन के प्रवेश को मुश्किल हो जाता है, प्रभावी रूप से आंतरिक ऑक्सीकरण को रोकता है;वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए कोई मिलाप या प्रवाह की आवश्यकता नहीं है, टिन सोल्डरिंग में पाई जाने वाली "सोल्डर ऑक्सीकरण और फ्लोक्स अवशेषों के कारण जंग" की समस्याओं से बचने के लिए; पर्यावरण परीक्षणों ने सत्यापित किया है कि -40°C से 85°C पर 50 चक्रों के बाद,अल्ट्रासोनिक वेल्डेड संयुक्त का स्पर्श प्रतिरोध परिवर्तन ≤ 8% हैनमक छिड़काव परीक्षण (5% NaCl समाधान, 48 घंटे) के बाद, कोई महत्वपूर्ण संक्षारण नहीं है, जिससे यह नई ऊर्जा वाहनों के कठोर बाहरी और वाहन वातावरण के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है।

4पर्यावरण के अनुकूल + बड़े पैमाने पर उत्पादन के अनुकूलः अत्यधिक कुशल और प्रदूषण मुक्त, औद्योगिकीकरण की जरूरतों को पूरा करना
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक "भौतिक प्रक्रिया" है, जिसमें कोई सीसा या कार्बनिक विलायक उत्सर्जन नहीं है, जो नई ऊर्जा वाहनों के लिए पर्यावरणीय मानकों (जैसे यूरोपीय संघ RoHS और चीन GB/T 2423) को पूरा करता है।वेल्डिंग समय बहुत कम है (10-50ms/बिंदु), जो कि सोल्डरिंग (कई सेकंड/बिंदु) और क्रिमिंग (दस सेकंड/बिंदु) से बहुत अधिक है। पूरी तरह से स्वचालित उत्पादन लाइन (स्वचालित खिला, स्थिति, वेल्डिंग,और निरीक्षण), उत्पादन क्षमता 100,000 से अधिक टुकड़े / दिन तक पहुंच सकती है, 99.5% से अधिक की स्थिर उपज दर के साथ, इसे नई ऊर्जा वाहन घटकों के बड़े पैमाने पर उत्पादन की जरूरतों के लिए उपयुक्त बनाती है।

5. विशेष कंडक्टर सामग्री के अनुकूलः तेजी से चार्जिंग केबलों की उच्च चालकता आवश्यकताओं को पूरा करना प्रतिरोध को कम करने के लिए, नई ऊर्जा तेजी से चार्जिंग केबलों में अक्सर उच्च शुद्धता वाले तांबे का उपयोग किया जाता है (99.99%), तांबा-चांदी के मिश्र धातु, और अन्य सामग्री। इन सामग्रियों के उच्च पिघलने बिंदु (तांबा 1083°C) हैं,पारंपरिक मिलाप (पिघलने का बिंदु 231°C) के लिए एक प्रभावी कनेक्शन प्राप्त करने के लिए मुश्किल बना रहा है (लोडर और तांबे के बीच बंधन बल कमजोर है)हालांकि, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का "निम्न तापमान धातु विज्ञान बंधन" (कापर के पिघलने के बिंदु से नीचे) एक आदर्श फिट है, जो कंडक्टर सामग्री को नुकसान पहुंचाए बिना एक विश्वसनीय कनेक्शन प्राप्त करता है।

आवृत्ति स्थिरताः आवृत्ति उतार-चढ़ाव ≤ ± 0.5kHz, ऊर्जा अस्थिरता के कारण खराब वेल्डिंग स्थिरता से बचने के लिए;
दबाव नियंत्रण सटीकताः दबाव समायोजन सटीकता ±0.01MPa, समान वेल्डिंग दबाव सुनिश्चित करना;
पोजिशनिंग सटीकता: औद्योगिक उपकरणों को वेल्डिंग असमानता से बचने के लिए दृश्य या यांत्रिक पोजिशनिंग (सटीकता ≤ ± 0.05 मिमी) से लैस किया जाना चाहिए।
सामग्री संगतता: चयनित वेल्डिंग हेड सामग्री टाइटेनियम मिश्र धातु (TC4) या हार्ड मिश्र धातु है, जिसमें अच्छी पहनने के प्रतिरोध और थर्मल चालकता है, जो धातु/प्लास्टिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है।
सुरक्षा रेटिंगः उपकरण सुरक्षा रेटिंग ≥ IP54, धूल और तेल वाले कार्यशाला वातावरण के लिए उपयुक्त है।

वेल्डिंग हेड का चयन (कोर घटक):
धातु वेल्डिंग हेडः टाइटेनियम मिश्र धातु से बना, जिसे तांबे के तारों और टर्मिनलों को क्षति से बचाने के लिए "ग्रिव प्रकार" (टर्मिनल वेल्डिंग ग्रिव में फिट होने के लिए) के साथ डिज़ाइन किया गया है।
प्लास्टिक वेल्डिंग हेडः एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना, एनोडाइज्ड सतह उपचार के साथ, खोल के आकार (जैसे, गोल, वर्ग) के अनुसार अनुकूलित, समान ऊर्जा हस्तांतरण सुनिश्चित करता है।

VI. गुणवत्ता निरीक्षण और विश्वसनीयता सत्यापन वाहन में इलेक्ट्रॉनिक सामान के रूप में, कार चार्जर केबलों की वेल्डिंग गुणवत्ता सीधे सुरक्षा को प्रभावित करती है।उन्हें तीन स्तरों के निरीक्षण से गुजरना होगा: "आदर्श निरीक्षण + विद्युत प्रदर्शन + पर्यावरण विश्वसनीयता":

1उपस्थिति निरीक्षण (100% पूर्ण निरीक्षण)
विजुअल निरीक्षण या एक आवर्धक ग्लास (10-20x) के साथ अवलोकनः वेल्ड पर कोई ढीली तार नहीं, टर्मिनलों का कोई विरूपण नहीं, प्लास्टिक के खोल में कोई पिघलने से अधिक नहीं और पीसीबी का कोई विकृति नहीं;
आयामी निरीक्षणः वेल्ड की लंबाई और टर्मिनलों के बीच की दूरी को मापने के लिए कैलिपर का उपयोग करें; विचलन ≤ ± 0.1 मिमी।

2विद्युत प्रदर्शन निरीक्षण
स्पर्श प्रतिरोध परीक्षणः एक माइक्रो-ओहमीमीटर (सटीकता 0.01mΩ) का उपयोग वेल्ड के प्रतिरोध को मापने के लिए; ≤50mΩ स्वीकार्य है;
चालकता परीक्षणः 5V DC वोल्टेज लागू करें और वर्तमान संचरण की स्थिरता का परीक्षण करें; कोई खुला सर्किट या शॉर्ट सर्किट स्वीकार्य नहीं है।
वर्तमान प्रतिरोध परीक्षणः 1 घंटे के लिए नामित धारा (जैसे 2A, 3A, या 5A आमतौर पर कार चार्जर में पाया जाता है) को पारित करें; वेल्ड तापमान ≤60°C स्वीकार्य है।

3पर्यावरण विश्वसनीयता सत्यापन (नमूना निरीक्षण, AQL मानक)

तन्यता शक्ति परीक्षणः वेल्ड जोड़ को तन्यता परीक्षक का उपयोग करके 5 मिमी/मिनट की गति से खिंचाया जाता है; ≥5N स्वीकार्य है।

तापमान प्रतिरोध परीक्षणः -40°C (4 घंटे) → कमरे का तापमान (30 मिनट) → 85°C (4 घंटे), 5 बार किया गया; कोई छीलने और संपर्क प्रतिरोध परिवर्तन ≤10% स्वीकार्य हैं।

आर्द्रता प्रतिरोध परीक्षणः 40°C, 90% आरएच, लगातार 10 दिनों के लिए; कोई ऑक्सीकरण या संक्षारण स्वीकार्य नहीं है।

कंपन प्रतिरोध परीक्षणः 10-2000 हर्ट्ज, त्वरण 10g, X/Y/Z अक्षों के लिए प्रत्येक 2 घंटे; कोई छीलने या शॉर्ट सर्किट स्वीकार्य नहीं है।

जलरोधक परीक्षण (बाहरी शैल वेल्डिंग): IP54 मानक; 15 मिनट के लिए पानी छिड़कें; कोई पानी प्रवेश स्वीकार्य नहीं है।