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摘要：伴随我国交通物流系统的不断完善，对工业搬运车辆设计与应用提出更高的要求。以叉车为例，作为物流系统中主要搬运设备，在许多如仓库、工厂、港口、机场以及车站中均有所体现，这在一定程度上要求叉车整体设计质量不断提高。本次研究将对超声波线束焊接工艺做简单介绍，分析超声波线束焊接工艺在叉车线束工艺中的应用表现，在此基础上提出超声波线束焊接工艺应用的具体优势与前景。
关键词：叉车线束；超声波线束焊接工艺；优势
前言：作为当前汽车制造领域中常见的电连接工艺，超声波线束焊接属于摩擦焊、冷压焊两种工艺间的一种技术，通过其高密度能量完成焊接过程。值得注意的是，尽管近年来汽车制造领域中，如叉车线束方面逐渐引入超声波线束焊接工艺，但对其技术应用原理以及技术优势了解较少，可能导致工艺技术应用优势被限制。因此，本文对超声波线束焊接工艺的研究，具有十分重要的意义。
1超声波线束焊接工艺基本概述
关于超声波线束焊接工艺，其中的超声波属于一种高频率震动下产生的高于人类听力声波，通过该能量可满足非铁金属焊接要求。而线束工艺，可将线束理解为一种载体，主要用于负载源提供信号与电力，负责信号控制以及能量传输，在许多行业领域中均有所涉及，如家用电器、航空航天设备、轮船、农用设备、工程机械设备以及汽车等。结合近年来大多研究，可发现线束中应用较为广泛的是铜质材料，在几公里长度范围内，铜质线束均可到达，这在帮助控制信号传播以及能量传递等有积极作用，若能将其引入到压接、焊接中，更有助于组织的可靠连接。目前，线束连接方式中选择超声波线束焊接，在汽车制造领域如叉车线束工艺组中优势极为突出，这也是行业发展的重要趋势[1]。
2超声波线束焊接工艺在叉车线束工艺中的应用表现
2.1超声波线束焊接工艺基本原理
叉车线束工艺中，将超声波线束焊接工艺引入，其实现的原理首先表现在两块工件夹持状态下，在焊接端头、硬砧中有静压力产生，工件顶部位置将接收超声波能量，该能量可保持短暂时间，使表面沾污物质、氧化膜摩擦破碎清除，此时有清洁的新生金属暴露，相互结合两个表面达到焊接目的。工艺应用下，因两表面间距较小，金属型结合产生，加之超声波清理，将对新氧化膜的生成产生阻碍作用。当冶金结合后，一般无铸造组织熔化、飞溅、电弧情况，同时几乎无明显厚度变形[2]。
2.2超声波线束焊接技术工艺基本流程
超声波线束焊接技术应用中，其基本流程主要体现在四个方面，即：第一，保持零件、焊头接触。接触后进行施压，振动过程中有摩擦热量产生，导能筋熔化，结合面内熔液流入。焊接中零件距离逐渐减少，增加位移量，其中的位移量指为熔体流动下零件距离减小值。而在位移量不断增加下，导能筋熔化铺展，与零件表面接触，此时位移量变化较小。同时，因固态摩擦，零件内摩擦、表面间摩擦能产生。随着摩擦发热热量增大，聚合物材料温度将达到熔点。对于其中的发热量，产生的来源在于压力、振幅与频率等。第二，熔化过程中使零件表面接触密集，焊接位移量增大，此时有较薄的熔化层形成，持续发热下增加熔化层厚度，该阶段热量产生，主要以黏性耗散为来源。第三，恒温分布下，焊缝溶液层厚度维持，有稳态熔化情况产生。第四，根据所设定功率级、能量以及设定时间，若工艺应用达到上述要求，需切断电源，停止超声振动，此时压力维持下，结合面熔液挤出，此时焊缝保持凝固、冷却状态，分子间扩散[3]。
3超声波线束焊接工艺应用优势与前景分析
3.1超声波线束焊接工艺应用优势
为明确叉车线束工艺中超声波线束焊接工艺应用优势，本文在研究中将该工艺技术与传统工艺对比，具体对比区别表现为：第一，焊接点固定效果较好。以往叉车设计中，多采用电阻焊接方法，焊接中将大电流输送至线束中，电流作用下使线束金属温度提高。该过程中，温度上升可能达到熔融状态，致使金属原子排列结构被破坏，焊接点电阻值增大，且电压降随之升高，这对于能量与信号传输将造成较大影响。且因焊接位置金属可能出现氧化情况，造成焊接点断裂的可能性增大。因传统工艺下这种弊病，导致叉车设计与制造效果并不理想。相比之下，叉车线束中引入超声波线束焊接工艺，其实施要点在于通过超声频率调整，使焊头机械振动下所产生的能量于金属线束产生作用，随温度升高，金属材质原子扩散渗透，结合层较为稳定，能够满足线束结合要求。需注意的是，与传统工艺不同，超声波线束焊接工艺下，温度升高并不明显，升高值可能与金属熔点有一定差距，所以金属原子排列结构保持，焊接点金属导体特性未被破坏，且其他如电压降、电阻基本无明显变化。这种工艺技术应用下，因金属原子排列结构保持完好，所以线束机械强度无明显变化。
第二，效率与环保问题。与以往电阻焊接工艺比较，超声波线束焊接工艺下，无需考虑到金属温度过高所致超出熔融点，其仅需较短的焊接时间，便能保证焊接快速完成，效率较高。同时因焊接中无烟尘、火花等情况，所以环保特征较为明显。因此，超声波线束焊接工艺下，效率与环保优势均较为明显[4]。
第三，焊接品质一致性。以往叉车线束设计中应用传统焊接工艺，往往强调在U型连接端子下，实现冷冲压接，以节点线径综合为依据，做压接设备、U型端子选择，U型端子尺寸不同，其相应的钳口、压接模具也有一定差异。工艺应用下，为使不同线束压接，需做冷冲压接处理，但这种形式下仅能使线束压接，无法保证原子扩散渗透，致使焊接电阻提升，加之冷冲压接监控无法对所有参数观察，所以很难控制压接品质。比较之下，叉车线束工艺中的超声波线束焊接工艺，应用中无需考虑U型端子等材料，更无从谈及做钳口与模具的制作，所以整体成本较低。另外，超声波线束工艺下，可对焊接相关的参数如压力、振幅、时间与能量进行监控，使监控焊接品质提高，这样对于焊接品质一致性的维持可发挥重要作用[5]。
3.2超声波线束焊接在叉车线束工艺中的应用前景
叉车线束工艺中超声波线束焊接工艺的应用，有广阔的前景。如在理论研究层面，超声波金属焊接实质为物理冶金过程，为机械嵌合、金属键合作用过程。而在焊接性能方面，未来研究实践中应考虑对焊点强度所受摩擦能量影响分析，并注意明确焊接区域温度、焊接材料厚度关系，降低焊接性能相关影响因素。除此之外，FBG传感器的应用，也是未来焊接工艺发展重要方向，可用于智能金属复合结构的制造，对提高叉车线束工艺水平将发挥重要作用[6]。
结论：超声波线束焊接工艺在叉车线束中的应用对提高汽车制造水平有积极作用。实际引入超声波线束焊接工艺中应正确认识其基本内涵，明确其在叉车线束工艺中的具体应用表现，保证其优势充分发挥出来。
参考文献：
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[4]李旭阳，陈曜飞，刘艳理.电芯极耳焊接用超声波焊接设备研究与设计[J].时代汽车，2018（07）：93-95.
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