Ultraschallschweißen und Ultraschallverdichten – Verfahren und technische Grundlagen

Ultraschalltechnik ermöglicht das stoffschlüssige Verbinden oder Verdichten metallischer Leiter ohne Zusatzwerkstoffe und ohne hohe thermische Belastung. Diese Fachseite erläutert Funktionsprinzip, Unterschiede zwischen Schweißen und Verdichten, typische Einsatzbereiche sowie konstruktive und prozesstechnische Grundlagen.

Weiterführende Links

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Grundprinzip der Ultraschalltechnik

Beim Ultraschallschweißen werden hochfrequente mechanische Schwingungen (Ultraschall) unter Druck auf metallische Leiter übertragen.

Durch:

  • mikroskopische Reibung
  • plastische Verformung
  • Aufbrechen von Oxidschichten

entsteht eine stoffschlüssige metallische Verbindung.

Charakteristisch ist, dass:

  • keine Zusatzwerkstoffe erforderlich sind
  • keine offene Flamme oder klassische Wärmeeinbringung erfolgt
  • die Verbindung innerhalb sehr kurzer Zykluszeiten entsteht

Ultraschallschweißen von Leitern

Beim Ultraschallschweißen werden zwei oder mehrere Leiter dauerhaft miteinander verbunden.

Typische Merkmale:

  • metallische Verbindung mit sehr geringem Übergangswiderstand
  • hohe mechanische Festigkeit
  • vibrationsbeständig
  • reproduzierbare Prozessführung

Anwendungsbeispiele:

  • Litze-Litze-Verbindungen
  • Litze-Kontakt-Verbindungen
  • Parallelschaltungen
  • Stromverteiler innerhalb von Kabelsätzen

Ultraschallverdichten von Litzenenden

Beim Ultraschallverdichten werden feindrähtige Litzenenden zu einer kompakten, massiven Anschlusszone verpresst – ohne dass zwei separate Bauteile miteinander verbunden werden.

Unterschied zum Schweißen:

  • keine Verbindung zweier Teile
  • reine Verdichtung und Metallbindung innerhalb des Leiters

Typische Funktionen:

  • definierte Kontaktfläche für Schraubklemmen
  • Alternative zu Aderendhülsen
  • vibrationsfeste Anschlussbereiche
  • kompakte Anschlussgeometrien

Das Ergebnis ist ein formstabiler, niederohmiger Anschlussbereich mit homogener Metallstruktur.

Werkstoffeignung

Ultraschalltechnik eignet sich besonders für:

  • Kupferleiter
  • verzinnte Kupferleiter
  • feindrähtige Litzen

Die Eignung hängt ab von:

  • Materialkombination
  • Querschnitt
  • Litzenaufbau
  • geometrischer Ausführung

Elektrische und mechanische Eigenschaften

Ultraschallverbindungen zeichnen sich aus durch:

  • niedrigen Übergangswiderstand
  • gute Stromtragfähigkeit
  • hohe Vibrations- und Temperaturwechselbeständigkeit
  • stabile Kontaktgeometrie

Im Vergleich zu gelöteten Verbindungen entstehen keine spröden Lötzonen.

Prozessparameter und Qualität

Wesentliche Einflussgrößen:

  • Amplitude
  • Anpressdruck
  • Energieeintrag
  • Schweißzeit

Eine kontrollierte Prozessführung ist entscheidend für:

  • gleichbleibende Kontaktqualität
  • reproduzierbare Festigkeit
  • dokumentierbare Serienprozesse

Typische Einsatzbereiche

  • Schaltschrank- und Anlagenbau
  • Maschinenbau
  • Stromverteilungen
  • industrielle Kabelkonfektion
  • vibrationsbelastete Anwendungen

Konstruktive Planungshinweise

Bei der Auslegung sollten berücksichtigt werden:

  • Leiterquerschnitt und Litzenaufbau
  • benötigte Kontaktfläche
  • Bauraum
  • mechanische Belastung
  • Montagekonzept (Schraubklemme, Stromschiene etc.)

Eine frühzeitige Abstimmung zwischen Konstruktion und Fertigung verbessert Prozesssicherheit und Bauraumausnutzung.

Kontakt

Wenn Sie zu den Inhalten dieser Seite Fragen haben oder Unterstützung bei der Spezifikation Ihrer Kabelkonfektion benötigen, helfen wir Ihnen gern weiter.
Senden Sie uns einfach die vorhandenen Informationen oder Unterlagen – wir melden uns mit Rückfragen oder einem Lösungsvorschlag.

Falls bereits vorhanden, helfen z. B. Angaben zu Leitungstyp, Längen mit Maßbezug, Steckverbindern, Schirmanbindung und Prüfumfang bei der schnellen Klärung.

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