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超声波线束焊接标准和要求

1. 应用范围

本标准定义了导线到端子的超声波焊接测试方法和验收标准。本标准适用于图 1 所示结构。所测零部件需暴露于环境中以模拟道路车辆的野外试验的生命周期。环境暴露包括热冲击和温湿度循环。本标准目的在于评估导线和端子接口间的性能和强度。端子性能验证需另外完成,可以采用零部件验证测试标准 SAE/USCAR-2,这份标准可以评估整个连接系统是否符合要求。

1—超声波焊接结构

若超声波焊接结构与描述的不一致(或与图 1  不一致,或者所处的环境超出了汽车应用范围,则本标准不适用。在应用前,这些零部件必须通过相应实际环境的测试。

 

适用于本标准的汽车和产品条件要求:

1) 适用范围:导线和端子属于道路车辆温度范围在-40℃到+150℃之间的电气连接系统的一部分。适用电压可以低于(0-60VDC),也可以高达 600V. USCAR-38 适用于所有导线长度,它包含一项特殊测试:导线在 500mm 以下,其他端子和导线连接后进行焊接(选取测试样品对端子和导线潜在过程损坏风险进行评估。线束制造商负责按照工程内容跟踪短导线应用。短导线验证只适用于特定的相关过程。

 

2) 适用设计:测试方法适用于含单线/多线压接的联排端子、常规端子或器件连接,包括孔式端子、电瓶端子连接,开放式压接和封闭压接都适用。

 

3) 适用导线:干净、内绞合且不镀层的汽车导线,镀锡导线、润滑油以及脏污会影响超声波焊接端子的机械和电气性能,因此这些不适用于本标准。

 

4) 适用导线规格:ISO 6722-1 标准规定的铜导线,线径在 0.22mm2  85mm2 之间,ISO

6722-2 标准中规定的铝导线,线径在 0.5mm2  120mm2 之间,其他规格也可以根据本标准进行测试,但不能确定符合本标准要求。其他导线规格举例:压缩和紧凑导线,除铜/铜合金//铝合金以外其他材料的导线,如包铜钢丝线。

 

1.1 超声波焊接特性

 

1.1.1 线到端子超声波焊接性能特性如下:

1. 拉力和剥离力衡量机械性能

2. 导线到端子的电阻或电压降衡量电性能

3. 外观通过以下内容判定:


A 焊接高度(WBH J 剥头

B 焊接宽度(WBW K 焊接位置

焊接长度(WBL L 端子位置和方向

绝缘压接高度(ICH M  模具轮廓或零件号

绝缘压接宽度(ICW N  导线规格(线径)

导体末端 O 导线结构(束线状/绳状/绞合)

绝缘末端 P 焊接导线根数

导线准备(剥头长度和校准) Q 端子材料和镀层

R 芯线镀层

符合性

为检查超声波焊接是否符合本标准要求,导线到端子的超声波焊接必须可追溯, 并生成 SAE/USCAR-38 测试报告,表 5.1 中的所有测试必须满足标准要求。特殊导线端子结构(包括芯丝/实际线径/端子基材和厚度以及模具)必须详细注明在报告内。

 

1.1.2 设备能力

验证过程仅适用于直线超声波焊接设备,该设备可以根据反馈对压力/能量/振幅设置和输入/焊接时间进行控制,以确保能量恒定。若使用的设备和标准规定的不一样, 则本标准可能不适用。这种情况下供应商需联系客户咨询如何对焊接进行验证。

 

2. 参考资料

 

2.1 参考标准(要求进行测试)

SAE/USCAR-21 端子压接性能(仅针对导线防水件)

SAE/USCAR-2:汽车电气连接系统性能规范(仅用于首样认可)

 

2.2 参考标准(非强制性)

SAE J1128:低压导线

SAE J1127:低压电瓶线

ISO/DIN 6722 低压导线(铜导线见 Part1,铝导线见 Part 2

AIAG:测量系统分析参考手册—基本要求

 

2.3 测试要求文件

实验室试验申请/订单需提供样品产地和文件资料,识别出试验类型,任何不属于本标准的试验都需注明,如有偏差和变更,则需详细记录偏差和每次更改内容。

基本要求同 USCAR-21,可能需要增加焊接尺寸组别进行测试以确定所允许的工艺窗口。文件中的最佳过程参数不受控,但所有参数必须采用该验证方法进行评估。所有测试组别必须通过测试。

 

3. 基本要求

 

3.1 记录保存

供应商需维护试验报告和校准记录,建立中心文档。这些记录保存必须满足 ISO AIAG

要求。


3.2 样品文件

所有测试样品必须按照 ISO AIAG 要求进行存档识别。

 

3.3 样品数量

本标准中的每项测试都规定了样品数量要求,只有要求的最低数量样品进行了测试且所有组别样品都满足验收标准要求,才能表示该零部件或器件满足要求。绝不允许用选取数量大的组别代替最低数量样品进行测试。

 

3.4 默认测试公差

如无其他规定,测试公差如下:

 

A 温度

±3

B 电压

±5%

C 电流

±5%

D 电阻

±5%

E 长度

±5%

F 时间

±5%

G

±5%

H 相对湿度 ±5%

 

3.5 默认测试条件

若产品设计任务书/试验大纲或本标准中的其他地方未规定特殊测试条件,则采用以下条件:

A  室温 23±5B  相对湿度 环境湿

C 电压(DC 14.0±0.1V

 

3.6 设备

本标准用到的设备名称及精度要求见表 3.6,但表 3.6 和测试章节中列出的清单并不包含全部设备;常用的实验室设备和电源也是需要的。只要范围满足要求,特殊测试可以采用较小范围内的设备。表中定义的设备并不排除较大范围的设备,但精度必须满足公差要求。

 

3.6—设备清单

设备名

要求

直流电源(稳压)

0-20V,电流按照要求

微欧姆计

开路电压≤20mV

测试电流≤100mA

精度 0.01mΩ

数字万用表

测量范围 0.001-50V DC,精度 0.5%

毫伏计

测量范围 0-100mV DC,精度 0.5mV


热电偶

按照要求选择”J””T”类型(≤0.08mm

拉力测试仪

精度:1%

热冲击试验箱

-40 +150℃±3(≤5 分钟)

烘箱(替代热冲击试验箱)

+150℃±3

温度试验箱(替代热冲击试验箱)

-40℃±3

视频设备

要求拍照清晰,含剖面分析

 

3.7 术语和缩写

定义或术语中定义的术语都是大写(如室温、稳态等。术语清单见附录 A,缩写见附录B.

 

3.8 测量精度

如无其他规定,测量仪器精度需比规定的值多保留一位小数。例如,规定的导线直径为0.1mm,虽然这和 0.10mm 的导线直径一样,可以用精度为 0.01mm 的卡尺测量第一根线,但要用精度为 0.001mm 的千分尺测量第二根线。

 

3.9 测试可重复性和校准

所有测试仪器必须校准,且按照试验设备认证要求和适用标准通过 R&R’s 定期进行维护。也可以采用 AIAG 出版的《测量系统分析参考手册》,每份测试报告中需注明仪器和设备清单、最后一次校准日期、下一次校准日期。

 

3.10 符合性确认

要求见表 5.1,通过验收标准判断测试符合性。任何与测试标准不一致的地方都视为不符合,但可以由 OEM 判定是否接受。


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