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攻克铜铝汇流排难题:超声波焊接 vs 传统工艺

2026 年 2 月 24 日

铜铝焊接长期以来一直是汇流排制造中的瓶颈。我们的固态超声波焊接技术可在不熔化的前提下连接铜与铝,避免了传统熔焊的致命缺陷——脆性金属间化合物和氧化物残留的形成。

固态连接的原理

传统熔焊工艺(激光、电阻、钎焊)依赖高密度热能熔化材料。当施加于铜(Cu)和铝(Al)时,这种熔化会诱发金属间化合物(IMC)的形成——这些坚硬且脆性的夹层会降低机械寿命和电气可靠性。

我们的超声波工艺在不熔化的情况下形成冶金结合。高频摩擦破除表面氧化层,并在原子层面引发晶格扩散,从而消除 IMC 的生长,以最小的热影响实现纯净的金属-金属接触。

固态超声波连接示意图

传统工艺为何常常失效

双金属汇流排可减轻重量、降低成本,但在传统工艺加热时却会暴露致命的工程障碍:

  • 金属间化合物脆化:熔点差异引发无法控制的共晶反应,使接头在车辆振动和热循环下极易开裂。
  • 绝缘氧化物:氧化铝层是持久绝缘体。熔焊会将这些氧化物包裹其中,导致危险的热失控风险和过高的接触电阻。
  • 热失配:铜的高导电性会分流能量,导致铝侧在焊接中变形或击穿,产生不一致的连接质量。

关键应用场景

  • 电动汽车电池组:多层铜片焊接到厚铝汇流排;是软包和方形电芯互连的理想选择。
  • 电力电子:在不损坏敏感 IGBT 或 MOSFET 的前提下,将铜端子连接到铝散热器。
  • 高压线束:可靠地压实并焊接多股铜线至铝端子,实现安全的高压连接。

超声波焊接性能指标

  • < 0.1 mΩ 接触电阻:等同于母材导电性,最大限度地降低发热和功率损耗。
  • 100% 母材撕裂:在破坏性测试中,铝母材先于焊点撕裂。
  • 0.5–1.5 秒节拍:配合在线质量管控,为高速自动装配优化。

性能数据基于 JHN 超声波金属焊接系统。

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