為什么需要專門的銅鋁超聲波金屬焊接機？
新能源電池的正極通常是鋁（Al），負極通常是銅（Cu）。將多個電芯通過連接片（Busbar） 串聯(lián)或并聯(lián)時，就會遇到 “銅-鋁”異種金屬焊接的難題。
挑戰(zhàn)在于：
1. 物理性質(zhì)差異大：銅和鋁的熔點（Cu: 1083°C, Al: 660°C）、導(dǎo)熱率、電阻率不同。
2. 易形成脆性金屬間化合物（IMC）：如Al?Cu、AlCu、Al?Cu?等。這些化合物脆而硬，導(dǎo)電性差，是焊接接頭中的薄弱環(huán)節(jié)，容易導(dǎo)致高電阻、發(fā)熱甚至斷裂。
3. 氧化層：鋁表面會迅速形成致密的氧化鋁（Al?O?）薄膜，熔點極高（2050°C），會阻礙金屬之間的良好熔合。
因此，傳統(tǒng)的熔焊（如TIG/MIG焊）幾乎無法用于高質(zhì)量的銅鋁焊接。目前工業(yè)界主流采用超聲波金屬焊接（Ultrasonic Metal Welding） 技術(shù)。
主流技術(shù)：超聲波金屬焊接機
這是當前新能源行業(yè)焊接電池極柱（銅/鋁）與連接片（鋁/銅）的絕對主流技術(shù)。
工作原理：
利用高頻超聲波（通常為15kHz, 20kHz或40kHz）的振動能量，通過焊頭（Horn）在壓力下作用于重疊的金屬件上。振動產(chǎn)生的摩擦和應(yīng)力會：
1. 破壞金屬表面的氧化膜。
2. 使接觸面的金屬原子在固態(tài)下（溫度遠低于熔點）發(fā)生塑性變形和擴散。
3. 形成一種固相冶金結(jié)合，而非常規(guī)的熔融焊接。
優(yōu)點：
· 固相焊接：從根本上避免了脆性金屬間化合物的大量生成，接頭電阻低、強度高。
· 節(jié)能環(huán)保：能量僅作用于焊接區(qū)域，無需耗電加熱，能耗極低。
· 高效穩(wěn)定：焊接時間通常在幾百毫秒內(nèi)完成，易于集成自動化產(chǎn)線。
· 美觀無污染：無火花、無煙塵、無需焊料，焊點外觀整潔。
設(shè)備關(guān)鍵組成部分：
1. 超聲波發(fā)生器（Ultrasonic Generator）：將工頻電轉(zhuǎn)換為高頻電信號。
2. 換能器（Transducer）/壓電陶瓷堆（Piezoelectric Stack）：將電信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動。
3. 變幅桿（Booster）：放大換能器產(chǎn)生的振幅。
4. 焊頭（Horn/Sonotrode）：將最終的振動能量傳遞到工件上。其設(shè)計和材質(zhì)（通常為鈦合金或優(yōu)質(zhì)鋼）至關(guān)重要。
5. 氣動加壓系統(tǒng)：提供并精確控制焊接時所需的壓力。
6. 機架與控制器：高剛性機架保證穩(wěn)定性；PLC或?qū)Ｓ眠\動控制器用于精確控制焊接參數(shù)（能量、時間、壓力、功率、距離等）和存儲焊接配方。
7. 人機界面（HMI）：用于操作員設(shè)置參數(shù)、監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障診斷。
應(yīng)用場景
· 電芯級（Cell）：軟包電池的極耳（Tab）與連接片的焊接。
· 模組級（Module）：
· 方形/圓柱電池的極柱（銅或鋁） 與連接片（通常為鋁） 的焊接。
· 多個電芯通過連接片串并聯(lián)形成電池模組。
· PACK級：模組與模組之間的連接。
對于新能源電池正負極銅鋁焊接，超聲波金屬焊接機是當前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛、綜合效益最高的解決方案。它在保證焊接強度和高導(dǎo)電性的同時，有效避免了銅鋁異種材料焊接的技術(shù)瓶頸，是現(xiàn)代智能化電池產(chǎn)線不可或缺的核心設(shè)備。在選擇時，應(yīng)重點關(guān)注其工藝穩(wěn)定性、自動化程度和數(shù)據(jù)追溯能力。
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