用于在电线路与导电构件之间建立导电连接的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在包括多条单导线的电线路与导电构件之间建立导电连接的方法。
【背景技术】
[0002]在公知的这种类型的方法中，电线路的铝绞线通过超声波焊接与镀镍和镀银的铜十字接头连接。
[0003]在此存在这样的问题，S卩，在铝绞线与铜十字接头之间的连接在空气湿气和/或氯化钠溶液的影响下受腐蚀，因而连接的抗拉强度由于腐蚀而剧烈下降。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于在包括多条单导线的电线路与导电构件之间建立导电连接的方法，该方法能被简单且优选无需附加的防腐蚀措施地执行以及因此实现了在电线路的单导线与导电构件之间的耐腐蚀的连接。
[0005]该技术问题通过按权利要求1所述的方法解决，该方法包括:
[0006]-借助压接工具从压接元件预成型件中产生区段式包围单导线的压接元件；
[0007]-通过借助超声焊头的超声波焊接过程将单导线的至少一部分与导电构件连接。
[0008]本发明基于这样的方案，S卩，将单导线的通过压接的机械固定与单导线在压接时以及在超声波焊接过程中更好的紧凑化结合起来。
[0009]通过压接以及紧接着的超声波焊接过程，使单导线牢固地紧凑化，从而使单导线整体上接近实心材料。在这样紧凑化的单导线上没有足够的作用面来产生严重损伤连接部位的腐蚀。
[0010]通过压接对单导线的附加的机械的止动和/或固定附加地阻止的是，即便发生腐蚀，单导线仍可以脱开与导电构件的连接。
[0011]在压接时，这就是说，在产生区段式包围单导线的压接元件时，单导线优选在超声波焊接过程之前完全被压接元件包围。
[0012]由此，避免了单导线的不均匀的分配以及因此避免了超声波焊接过程时不均匀的挤压。
[0013]优选在超声波焊接过程之前执行的压接使单导线成为限定的形状，这引起了在紧接着的超声波焊接过程时的更高的过程安全性。
[0014]通过更好地使单导线紧凑化以及借助压接而明显改善的机械固定，可以实现的是，在电线路和导电构件之间的连接具有更高的强度以及不会由于超声波焊接连接的脱开而中断，而是大多由于单导线的材料失效而中断。也就是说，当连接在焊接部位上自行脱开之前，在焊接物后面的单导线就已断开。
[0015]针对在电线路与和导电构件之间的连接的抗拉强度的初始值在建立导电的连接之后就已经明显比在公知的连接方法中要高。因为连接的抗拉强度不再由焊接部位的失效决定，而是由单导线的材料失效决定，所以过程能力明显提高，因为单导线始终在类似的拉力负荷值下断裂。
[0016]通过以压接元件来包围以及将单导线的至少一个部分与压接元件焊接保而护了单导线。此外，避免了单导线在超声波焊接过程期间的束紧，这可能导致单导线更容易断开。因此，在根据本发明的方法中，在单导线上不产生预定断裂部位。
[0017]通过更高的紧凑化度以及以压接元件的材料完全包围焊接部位，使腐蚀作用面明显减小，这明显提高了这样建立的连接的耐腐蚀性。
[0018]尤其可以使用根据按本发明的方法建立的在电线路与导电构件之间的连接部位，而无须向连接部位涂敷防腐蚀介质。
[0019]在根据本发明的方法的一种优选设计方案中规定，超声焊头不同于压接工具。
[0020]压接过程和超声波焊接过程因此优选相继地以不同的工具来执行。
[0021 ]超声波焊接过程优选在压接元件产生之后才开始。
[0022]在本发明的一种优选设计方案中规定，既借助压接工具也借助超声波焊接工具的超声焊头使单导线紧凑化。
[0023]在电线路的单导线之间保留在压接元件的区域中的间隙容积因此在压接过程中减小以及在超声波焊接过程中进一步减小。
[0024]当超声焊头的焊接压力至少暂时为至少约3巴，尤其至少约4巴，例如至少约5巴时，特别实现了单导线的良好的紧凑化。
[0025]在试验中，约5巴的焊接压力被证实特别有利。
[0026]此外，当超声波焊接过程的焊接时间至少约为1.0秒，优选至少约为1.5秒，尤其至少约为3秒时，被证实为对单导线的紧凑化是有利的。
[0027]超声波焊接过程的焊接时间尤其是使包围单导线的压接元件变形到预定的最终高度(所谓的最终结点高度)(例如变形到7.5mm的最终结点高度)所需的时间。
[0028]原则上可以规定，压接元件预成型件是与导电构件分开制造的结构元件。
[0029]但在根据本发明的一种优选设计方案中，压接元件预成型件与导电构件一体式地构造。
[0030]压接元件预成型件和/或由此形成的压接元件优选具有至少约1mm，尤其至少约为
1.5mm，例如至少约1.8mm的材料厚度。
[0031]压接元件预成型件和/或由此形成的压接元件例如可以包括优选经涂层的、带有约1.8mm的材料厚度的铜材料。
[0032]为了防止压接元件不期望地向上弯曲，有利地是，压接元件预成型件和/或导电构件包括如下的金属材料，其抗拉强度Rm大于250N/mm2，优选大于300N/mm2，尤其大于350N/mm2 ο
[0033]压接元件预成型件和/或导电构件例如可以包括抗拉强度至少约为360N/mm2的铜材料。
[0034]在本发明的一种优选设计方案中规定，压接元件预成型件和/或导电构件包括铜，优选作为其主要成分。
[0035]材料的主要成分是占材料最大重量份额的成分。
[0036]尤其可以规定，压接元件预成型件和/或导电构件由铜或铜合金形成。
[0037]此外被证实有利的是，压接元件预成型件和/或导电构件具有涂层，该涂层包括镍和/或银。
[0038]单导线原则上可以由任意的具有足够的电导率的材料形成。
[0039]在本发明的一种优选设计方案中规定，单导线包括铝，尤其作为其主要成分。
[0040]例如可以规定，单导线由铝或由铝合金形成。
[0041]有利的是，压接元件预成型件由如下材料形成，其比用来形成借助压接元件压接的单导线的至少一部分的材料具有更高的机械强度。由此尤其可以实现的是，在超声波焊接过程中能向单导线的材料中引入足够高的焊接能量。
[0042]例如可以规定，用来形成压接元件预成型件的材料比用来形成单导线的至少一部分的材料具有更高的抗拉强度、更高的屈服极限和/或更高的弹性模量。
[0043]用来形成压接元件预成型件的材料的抗拉强度，优选是用来形成单导线的至少一部分的材料的抗拉强度的至少两倍，特别是至少三倍。
[0044]此外，用来形成压接元件预成型件的材料的屈服极限优选是用来形成单导线的至少一部分的材料的屈服极限的至少两倍，特别是至少五倍，尤其优选至少十倍。
[0045]用来形成压接元件预成型件的材料例如可以是根据EN13599规范名称为Cu R360的铜材料，其具有360MPa的抗拉强度和320MPa的屈服极限。
[0046]用来形成借助压接元件压接的单导线的至少一部分的材料，特别是用来形成借助压接元件压接的所有单导线的材料，都可以例如是根据EN 573/485规范名称为AW-Al 99.5的铝材料，其具有65MPa至95MPa的抗拉强度和20MPa的屈服极限。
[0047]根据本发明的方法尤其适用于在有较大导线横截面的电线路与导电构件之间建立导电连接。
[0048]尤其可以规定，尤其在建立了导电连接之后，电线路的单导线在压接元件的区域中的整个横截面积为大于50mm2，尤其大于55mm2，例如约为59mm2。
[0049]对于在超声波焊接过程中单导线的特别良好的紧凑化来说被证实有利的是，超声焊头具有带纵向方向的接触面，其中，接触面的纵向方向在超声波焊接过程期间与压接元件的自由边缘夹成了大于45°的角，优选大于60°的角，尤其约90°的角。
[0050]此外有利的是，导电构件包括焊接区域和接触区域，电线路的单导线的至少一部分固定在该焊接区域上，其中，接触区域经由折边的区域与焊接区域连接。
[0051]尤其可以规定，接触区域经由弯曲了大于45°的角，优选大于60°的角，例如约90°的角的折边与焊接区域连接。
[0052]折边的区域可以沿着折边线延伸，该折边线基本上平行于压接元件的横向方向指向。
[0053]作为对此的备选也可以规定，折边的区域沿着折边线延伸，该折边线横向于压接元件的横向方向取向。
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