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Quels problèmes rencontre‑t‑on lors du soudage ultrasonique de terminaux sur fils étamés multibrins ?
Aug 24,2026
Dans la fabrication de faisceaux automobiles et de câbles de commande nouvelle énergie, le soudage métallique ultrasonique assemble des fils de cuivre étamés multibrins avec des terminaux métalliques. Il ne nécessite pas de brasure, ne brûle pas de grandes surfaces de fil, assure une conduction stable et n’endommage pas la gaine isolante.
Les fils de cuivre multibrins ont une structure lâche avec de nombreux interstices. Associé à une épaisseur de revêtement inégale, la production rencontre fréquemment des débordements d’étain, faux‑soudures, rupture de brins, résistance instable, brûlure de l’isolation et défauts sur lots.
I Difficultés clés du procédé de soudage de fils étamés multibrins
1.La chaleur issue du frottement de soudage fait fondre et accumuler prématurément la couche d’étain superficielle, sépare les brins de cuivre des terminaux et crée des pseudo‑soudures et faux‑soudures.
2.Les brins fins entrelacés créent beaucoup d’interstices. La répartition inégale des efforts pendant le soudage fait que certaines zones sont bien soudées tandis que d’autres restent non fondues et en suspension.
3.Une pression ou une vibration légèrement trop forte provoque la rupture ou l’écrasement des brins, diminue la capacité de transport de courant et la durée de vie en flexion du fil.
4.Les graisses et poudres d’oxydation issues du stockage et de l’usinage du fil empêchent la liaison métallique, ce qui donne des points de soudure faibles et une résistance instable.
5.Les terminaux à haute dureté associés à des brins de cuivre relativement doux concentrent l’énergie de vibration sur le fil ; le fil est facilement endommagé et la résistance de soudage est insuffisante.
II Défauts fréquents, origines et solutions
1.Faux‑soudures / pseudo‑soudures, résistance à la traction insuffisante, décollement sous vibration
Phénomène : aspect correct mais résistance à la traction insuffisante ; décollement du fil et mauvais contact sous vibration de la machine.
Origines : vibration ou pression insuffisante ne compresse pas les interstices du fil ; graisse et couche d’oxyde bloquent la fusion ; seule la couche d’étain colle, sans liaison métallique des brins de cuivre.
Solutions : augmenter modérément le pré‑serrage pour compacter le fil ; choisir une intensité de vibration adaptée ; nettoyer la zone de soudage avant soudage.
2.Débordement d’étain, accumulation d’étain, projections de billes d’étain, cuivre apparent blanchi
Phénomène : étain déborde sur les bords du point, surface blanchie, vides internes et mauvais contact.
Origines : vibration excessive et temps de soudage trop long font fondre et couler abondamment la couche d’étain.
Solutions : réduire l’intensité de vibration et raccourcir la durée de soudage ; ranger le fil avant soudage pour limiter l’accumulation de chaleur dans les interstices et maîtriser la fusion de la couche d’étain.
3.Rupture / manque de brins, écrasement du fil
Phénomène : brins de cuivre cassés, fil durci et aplati ; baisse de conductivité, risque de surchauffe et de rupture.
Origines : pression excessive, vibration violente, rainures trop profondes sur la sonde qui cisaillent les brins fins.
Solutions : baisser la pression de soudage, adoucir les paramètres de vibration ; remplacer la sonde par des rainures fines et peu profondes.
4.Résistance trop élevée du point, forte surchauffe sous courant
Phénomène : résistance à la traction satisfaisante, mais surchauffe marquée et résistance instable sous alimentation.
Origines : perte d’étain, vides internes, faux‑soudures locaux, résidus de surface.
Solutions : optimiser les paramètres pour une fusion homogène ; ranger le fil pour réduire les vides ; nettoyer la surface de travail avant soudage.
5.Brûlure, déchirure et rétraction de la gaine isolante
Phénomène : gaine isolante jaunie, fondue, rétractée avec cuivre apparent à la base du fil, risque de court‑circuit et de fuite de courant.
Origines : temps de soudage long, chaleur concentrée, distance trop courte entre sonde et gaine isolante.
Solutions : raccourcir la durée de soudage ; respecter la longueur de dénudage, conserver une distance de sécurité de soudage pour limiter l’accumulation de chaleur.
6.Fragilisation du point, fissuration en flexion, mauvaise résistance à la fatigue
Phénomène : résistance statique à la traction correcte, mais fissuration et décollement après essais de flexion et de cycles thermiques.
Origines : vibration excessive fragilise le matériau, perte trop importante d’étain, contraintes de soudage résiduelles.
Solutions : maîtriser l’apport thermique pour éviter la sur‑soudure ; conserver une quantité raisonnable d’étain pour améliorer la ténacité ; réaliser un formage sous pression après soudage pour libérer les contraintes.
7.Collage d’étain et dépôts sur la sonde, dérive de qualité sur les lots
Phénomène : étain et laitier se déposent sur la sonde en production continue, créant des empreintes et faux‑soudures sur les pièces suivantes.
Origines : étain fondu colle à la sonde et bouche les rainures, transfert d’énergie instable, manque d’entretien et de nettoyage.
Solutions : nettoyer régulièrement les dépôts d’étain et de laitier de la sonde ; optimiser les paramètres pour limiter la fusion de l’étain ; affûter périodiquement les rainures de la sonde.
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