[发明专利]用于以导电方式连接绞合线的方法以及超声波焊接装置

权利要求书

1.一种用于借助于超声波焊接将具有基本上由铝或者铝合金构成的芯线或单线(32，34)的绞合线(30)与由金属构成的U形支承体(40)以导电方式相连接的方法，其中所述支承体被布置在超声波焊接装置(10)的对应电极(42)上，所述绞合线被插入所述U形支承体的由横向腿部和侧向腿部(52，54，56)所形成边界的空间中并且接着借助于被激励成超声波振动的超声焊极(16，78)而被彼此焊接在一起和被与所述支承体焊接在一起，

其特征在于，

使用以下超声焊极作为超声焊极(16，78)：所述超声焊极的焊接面(80)具有开放式梯形的曲线，所述开放式梯形具有短的基本腿部作为底面(86)；并且在焊接期间，所述底面与从所述底面出发并且与所述底面成钝角α的侧面(88，90)一起直接接触绞合线(30)，其中已焊接状态下的被插入U形支承体(40)中的绞合线的总截面面积F_L对于由焊接面的底面和侧面包围的空间的截面面积F_S为F_S＜F_L＜2F_S。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

U形支承体(40)的侧向腿部(52，54)的净距离、超声焊极(78)的宽度以及要焊接的芯线(32，34)在尺寸方面被彼此协调为使得：在为了将所述芯线彼此焊接在一起和将所述芯线与U形支承体焊接在一起而使所述超声焊极进入所述支承体中的情况下，在所述U形支承体的侧向腿部的相应内表面与所述超声焊极的面向的外表面之间存在宽度为S的缝隙，其中S≤1/2A_D，其中A_D是所述绞合线的相应芯线的直径。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

在焊接具有直径不同的芯线(32，34)的绞合线(30)的情况下，按照直径最小的芯线来设计所述缝隙的宽度S。

4.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

选自以下组的至少一种材料被用作U形支承体(40)的材料：SE-Cu58、SF-Cu、E-Cu58、CuNi3SiMg、CuFe2P、CuCrSiTi、CuZn37、CuSn6、CuSn8。

5.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

被冷锻的材料被用作U形支承体(40)的材料，所述被冷锻的材料在导线侧被涂层。

6.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

支承体(40)在导线侧优选地通过电镀被涂有银或者含银材料。

7.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

使用在导线侧具有U形头段的超声焊极(78)，所述头段在内侧形成焊接面(80)的边界，所述焊接面(80)具有底面(86)和以角度α伸展的侧面(88，90)，所述侧面(88，90)是该头段的侧向腿部(98，100)的内表面，其中该超声焊极具有宽度B并且所述侧向腿部以长度T突出于所述底面，其中0.15B≤T≤0.30B。

8.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

使用在底面(86)与相应的侧面(88，90)之间伸展的角度α为125°≤α≤145°的超声焊极(78)。

9.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

使用具有侧向腿部(98，100)的超声焊极(78)，所述侧向腿部(98，100)的端面(94，96)平行于底面(80)伸展，其中相应的端面的宽度A为0.25mm≤A≤1.5mm。

10.根据前述权利要求中的至少一个权利要求所述的方法，

其特征在于，

使用具有宽度B的超声焊极(78)，其中1mm≤B≤25mm。