一文看懂線束壓接點(diǎn)Splice的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：07/29 —— 2021
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散漫說，線束壓接點(diǎn)，有的叫做打卡點(diǎn)，接點(diǎn)，splice點(diǎn)，壓接點(diǎn)的設(shè)計(jì)對整車電氣功能的穩(wěn)定性，線束的成本影響很大，本文就壓接點(diǎn)的設(shè)計(jì)展開討論，文章重點(diǎn)在文末，壓接點(diǎn)設(shè)計(jì)及位置的選擇部分。以下為正文。線束壓接點(diǎn)是指線束中2根以上電線鉸接的連接點(diǎn)。如下圖所示，此壓接點(diǎn)（SP）由1號(hào)線（Wire 1）、2號(hào)線（Wire 2）、3號(hào)線（Wire 3）組成，3根線在線束內(nèi)部是相互連通的，3根線在線束內(nèi)部的鉸接連接點(diǎn)就是壓接點(diǎn)，也叫做splice點(diǎn)，線束打卡點(diǎn)。
2 壓接點(diǎn)的類型
汽車線束Splice點(diǎn)，常用的方式有超聲波焊接、U型端子壓接等。
超聲波焊接
超聲波金屬焊接的原理是，利用超聲頻率（20-40kHz）的振動(dòng)能量將振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需要焊接的金屬物體表面，在靜壓力之下，使兩個(gè)金屬表面相互摩擦，從而形成分子層之間的融合。如上圖所示，通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 KHz 電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，隨后機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動(dòng)能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將金屬熔化。超聲波焊接既可用來連接相同材料，也可用來連接不同材料，例如銅和鋁。因?yàn)榻饘偈侵苯雍附釉谝黄?，所以不需要額外材料，如套管、焊料或助焊劑。此外，超聲波焊接對零件產(chǎn)生較低的熱應(yīng)力（焊接溫度遠(yuǎn)低于零件熔點(diǎn)），因此被焊材料本身性能，以及周邊材料性能不改變，如絕緣套保持完整。美國汽車工程師學(xué)會(huì)和美國汽車調(diào)查委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的最具權(quán)威的焊接標(biāo)準(zhǔn)SAE/USCAR-38，對汽車線纜和端子之間的超聲波焊接工藝進(jìn)行了全面的定義，為行業(yè)規(guī)范提供了重要參考。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工，無需使用材料，效率高，導(dǎo)電性能好，環(huán)保安全，是線束接點(diǎn)的發(fā)展趨勢。缺點(diǎn)是所焊接金屬件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊點(diǎn)位不能太大、需要加壓。，焊接設(shè)備價(jià)格及維護(hù)費(fèi)用都較高。
U型端子壓接
壓接是在導(dǎo)線和端子接觸區(qū)域施加壓力使其成型，實(shí)現(xiàn)緊密連接的工藝。壓接過程中，導(dǎo)體受到套管的擠壓，在經(jīng)度和緯度兩個(gè)方向上均發(fā)生形變，形成冷焊。導(dǎo)體與套管表面的原氧化膜變形破裂，導(dǎo)體與端子套管的純凈金屬表面充分緊密接觸，擠壓變形過程中的微運(yùn)動(dòng)。通過U型端子將電線銅絲均勻地物理壓接，是目前使用較多的一種接點(diǎn)方式。U型端子壓接圖見下圖。USCAR標(biāo)準(zhǔn)是專門的接插件標(biāo)準(zhǔn)，USCAR 21是端子壓接性能規(guī)范，對汽車現(xiàn)線束端子壓接工藝進(jìn)行了全面的定義，為行業(yè)規(guī)范提供了重要參考。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，效率髙，導(dǎo)電性能較好，壓接設(shè)備和U型端子都比較便宜；缺點(diǎn)在于和超聲波焊接相比需要使用壓接材料，增加重量。
3 壓接點(diǎn)設(shè)計(jì)及位置的選擇
壓接點(diǎn)的位置，不僅關(guān)系到線束的成本，也關(guān)系到線束的品質(zhì)。不合理的splice設(shè)計(jì)，不僅會(huì)增加線束的成本，也會(huì)增加線束重量，還有可能造成裝配困難等問題。線束接點(diǎn)位置的設(shè)置應(yīng)該滿足以下幾個(gè)要點(diǎn)。1，選擇線束布置較為平穩(wěn)的位置，不能選擇運(yùn)動(dòng)的部位及擾度較大的位置。2，將壓接點(diǎn)布置在各信號(hào)線和主干的交匯點(diǎn)附近，這樣能夠有效地減少電線，節(jié)約成本。3，接點(diǎn)位置的選擇，避免產(chǎn)生回頭線，尤其是濕區(qū)位置，有回頭線，不利于splice點(diǎn)密封。4，同一個(gè)壓接點(diǎn)，避免超過10根導(dǎo)線共壓，換句話說，一旦超過10根導(dǎo)線共壓，需要額外再設(shè)置新的壓接點(diǎn)。5，同一個(gè)壓接點(diǎn)，最小線徑的導(dǎo)線線徑不能低于該壓接點(diǎn)所有導(dǎo)線的線徑之和的10%6，壓接點(diǎn)左右兩邊都線徑之和盡量相等，最小的不能小于另外一邊的50%7，壓接點(diǎn)最小線徑的導(dǎo)線的線徑，盡量大于該壓接點(diǎn)最大線徑的16%8，當(dāng)一根導(dǎo)線連接兩個(gè)壓接點(diǎn)時(shí)，則這兩根壓接點(diǎn)的距離不小于150mm。下圖SP1與SP2的距離要大于150mm。9，壓接點(diǎn)的位置與分支點(diǎn)，卡扣/扎帶的距離需要大于50mm，接點(diǎn)之間的距離也要大于50mm（can線例外），這樣才能有效地避免接點(diǎn)之間的接觸。
4 壓接點(diǎn)的保護(hù)
如果線束接點(diǎn)的保護(hù)不合理，會(huì)造成線束接點(diǎn)處刺破絕緣，或接點(diǎn)進(jìn)水，形成短路故障。總體來說，汽車接點(diǎn)分布分為干區(qū)和濕區(qū)兩大類，處在干區(qū)的接點(diǎn)使用專用的膠布進(jìn)行保護(hù)，處在濕區(qū)的接點(diǎn)則需要使用含膠熱縮管或丁基膠進(jìn)行保護(hù)，以達(dá)到防水密封的效果。如上圖所示，涉水線以下部位稱為濕區(qū)，除濕區(qū)外的其余部分都為干區(qū)。
5 總結(jié)：
本文系統(tǒng)的介紹了壓接點(diǎn)的定義，分類，壓接點(diǎn)的位置選擇及保護(hù)，在做布置設(shè)計(jì)，原理設(shè)計(jì)時(shí)，需要對壓接點(diǎn)保持關(guān)注。更多線束技術(shù)類文章請?jiān)L問線束工程師之家網(wǎng)站，想要快速提升汽車線束設(shè)計(jì)能力，敬請關(guān)注線束工程師之家的線束課程。
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