随着当今世界环保经济观念的深入，无论从电子、电气方面，人们对安全环保的观念日益强烈，尤其在汽车工业中，环保、经济、性能可靠性是近年来人们日益追求的目标。汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束就不存在汽车电路。汽车制造对汽车零部件的要求越来越高，线束制造中的压接和焊接已暴露出诸多弊端，如：压接后接触电阻大；压接后机械强度保证不了还需要点焊，生产效率低，且点焊需要助焊剂和焊料，焊接过程灌溉，焊接点电阻较大，焊接易出现虚焊等问题。超声波金属焊接作为一种新型的先进的焊接技术，它的诸多优越性使得在汽车线束中得到了较多的应用，尤其是出口线束及汽车上。
超声波金属线束焊接原理：利用调频振动传递到两个需焊接的金属表面，再加压的情况下，使两个金属表面在固体状态下相互摩擦而形成分子层之间的熔合，从而达到焊接作用。
超声波铜铝线束焊接优点：超声波金属线束焊接是不需要焊接材料的情况下，金属材料之间能够实现完美的焊接，从而提高了焊接质量，保证了产品导电性能的可靠性，同时解决了现有焊接过程中出现的烟尘、脏乱等问题，改善了工作环境，为新一代环保型焊接。
与传统的压接点焊相比，超声波线束焊的优点如下：
1、焊接时间短，效率大大提高，快速而节能；
2、焊接材料不熔融、不脆弱导体特性；
3、熔合强度高，焊接后导电性能优越，电阻系极低或近乎零；
4、不需要任何助焊剂、气体、焊料；
5、焊接无火花、烟尘，环保安全；
6、焊接过程稳定，在线检测控制。
目前出口线束上导体与导体之间的连接已普遍采用超声波焊接代替传统的压接和焊料焊接，因为超声波焊接不需要使用焊接材料，焊接过程稳定，焊接过程无污染、环保安全，生产效率大大提高，最重要的是焊接后导电性能优越，因此超声波金属焊接在线束上的应用已成为公认最经济的，质量最可靠的设计特征，也是未来国内线束的发展方向，随着当今世界对汽车工业环保、经济、安全要求的日益提高，超声波焊接在汽车线束上的应用也会越来越广泛。
电子束焊接技术是高能束加工技术的一个重要组成部分，与激光焊接相比各有优点。电子束焊接除了具有输入能量密度高、加热面积小、焊接速度快、焊缝热影响区窄、工件变形小等特点之外，还具有电子束穿透深、焊缝深宽比大、电子束控制方便以及真空环境中的焊缝不受污染等特点。电子束焊接适于精密焊接、穿透及深度(大厚度工件)焊接、高效率焊接和特殊焊接等。作为热加工手段之一，电子束焊接技术已经比较成熟，但又有良好的发展势头，有关机理、自动化程度、质量监控、应用领域等研究内容尚在不断进步。
我们从二十世纪六十年代开始进行电子束焊接工艺及应用研究，涉及的材料有高熔点金属、高弹性合金、可伐合金、不锈钢、高强钢、有色金属及其合金和陶瓷等非金属材料；涉及的工件结构多种多样，以中小型精密零件为主。三十多年来已取得多项科技成果。本文试图从一些具体工件的焊接实例入手(以本单位的应用范例为主)讨论影响电子束焊接质量的几个工艺因素。
2.焊缝结构及配合间隙
在焊接实践中，会碰到形形色色的工件，焊缝结构也各不相同，但总体上可分为：对焊缝、端焊缝、角焊缝(包括穿透焊缝)，或区分为直线焊缝、环线焊缝、曲线焊缝、点焊缝，还有等截面焊缝和变截面焊缝等。为了达到最佳焊接效果，焊缝结构和配合间隙的设计至关重要，既要考虑工件(部件)在整机中的作用，又必须满足被焊材料可焊性和具体焊接工艺的要求。所以在实施焊接之前，应该与工程设计人员共同讨论焊接件的焊缝结构，或通过工艺试验确定合理的结构与间隙尺寸。
3.工装模具
为了将被焊接的工件置于焊机之中，工装模具(夹具)直接影响焊接的实施效果，从一定意义上讲，模具的正确设计是焊接工作成功的一半。
(1)夹持作用：夹具的正确运用关系到焊接的精度，一个合理的夹具既要保证工件的正确装配，又要考虑到电子束的可达性。对于易变形的工件，在夹持(或顶紧)时，压力要适中，可以用合适的弹簧起缓冲作用。
(2)散热作用：对于易破碎或热敏的工件，夹具的散热作用不可忽视，如图1是一种光电器件，其中玻璃管壳与金属管壳、纤维屏玻璃与窗架盘均已经完成封接或粘接，最后一道封口用电子束焊接。前二道焊缝均受不得热冲击，所以在电子束焊接时要有一个合适的夹具，以帮助散热。在设计和选材时要注意：夹具与工件的配合要好，接触面要大；材料用热传导较好的材料，如纯铜。
(3)合拢作用：有的工件属于空腔型，如空心球体，只有通过焊接手段才能够制成。电子束的焊接精度高，配以适当的合拢模具，将两个半球在焊接室内合扰后施焊，可以获得满意的结果，如用图2所示的专用模具即可。这种焊接过程，既能够获得内腔呈真空状态的目的；而且又可以保证焊接时不会发生焊缝溅射问题(如果事先在焊接室外合扰，内腔空气不易抽出，焊接时熔池会发生溅射现象)。
4.焊接参数
根据被焊工件的材料、尺寸及结构选取相应的工艺参数是焊接工作的主要内容。
(1)焊接功率的影响。电子束的焊接功率指：
P=UI
式中P—功率(w)，U—电压(kV)，I—束流(mA)它直接影响焊接的熔深，随着焊接功率的增大，焊接熔深呈线性增大。
从加速电压的高低区分，高压焊机(如150kV)的电子束穿透能力更强，与低中压焊机相比，同等功率时焊接熔深会大一些；但亦有一种观点认为焊接熔深取决于电子枪的性能。
(2)焊接线能量的影响。焊接线能量指：
E=P/S
式中E—线能量(J/mm)，P—功率(w)，S—焊速(mm/s)
焊接线能量的输入大小对焊缝的成型起很大作用，如可以获得焊缝的最佳深宽比。另外，快速焊接时工件变形较小；慢速焊接可防止高强钢等工件产生裂纹。
高碳钢焊接之后会产生裂纹，这是由于它的组织结构变化所致(如形成马氏体的时间长，它的膨胀力与冷却收缩不平衡)。据报导，钢的含碳量(C)小于0.35%是安全的，焊接时不会产生裂纹；当C量增加，为了避免出现裂纹，需要采取相应的措施，其中之一可以将焊接速度降低，以减慢冷却速率，此时容易获得良好焊缝。C量高甚者则需要预热、退火或填丝焊等其它办法。
(3)临界焊接参数的作用。我们在进行薄件和高精度工件的焊接工艺试验时，发现它的焊接参数非常严格，偏大或偏小均会导致失败，将此参数称之谓临界焊接参数。应变传感器焊接，需要将基片(厚0.15mm)与细管(φ1mm，厚0.1—0.15mm)在外侧相焊。这是一个难度较大的工艺问题，我们采用半穿透焊接，可以减小基片的变形。此时的焊接参数不能过大，不然全穿透焊接除了变形增大，还会造成细管内部MgO粉的溅射；参数过小时焊接强度太低或焊接不成。这种焊接情况，工艺参数非常临界。
5.电子束焦斑及轰击部位?
电子束焊接的一大特点是焊缝窄、熔深大，这是由于电子焦斑可聚焦得很细，一般焦点直径在0.5—1mm左右(取决于电子束功率大小)。
(1)常规焊接。电子束焊接工件时，一般情况下将电子束焦斑调到最佳状态，即束斑聚焦在工件表面(对于厚度较大的工件，焦点位置控制到工件内部)。电子束轰击的部位则是在工件的接触缝(焊缝)上。
(2)束斑略偏于焊缝一侧的焊接。对于某些情况或工件，能否取得焊接的成功，电子束的轰击部位起着关键作用。如厚薄不均的工件，电子束轰击应偏于厚工件一侧；熔点各异的工件，电子束轰击则应偏于熔点较高的工件一侧。有些特殊的工件，更要视具体情况而定，例如多孔钨与钼的焊接，虽然钨的熔点较高，但为了能够获得光滑的焊缝，电子束轰击偏于钼材，使钼件局部熔融后流附到多孔钨表面和内部(表层)。
又如铌与钼焊接，电子束轰击部位与焊缝的强度密切相关，如果轰击于焊缝正中，则它的强度为66.6N/mm2，属于沿晶断裂；如果电子束轰击偏于Nb侧约0.2mm，则焊接强度大于279.5N/mm2，呈穿晶断裂。
这是由于Nb具有良好塑性和一定吸气能力，会使晶界上气体成分减少，焊缝质量较高；而钼的晶格再结晶后晶粒粗大，加之晶界杂质影响，钼熔焊后呈脆性。
(3)电子束散焦焊接。对于某些工件的焊接，电子束略为散焦效果更佳，如网状工件的焊接，如果电子束聚焦得过细，焊接时工件易被切断。
6.预热和退火
对于某些材料或结构件的焊接，为了防止裂纹的产生，对被焊接的工件需要进行预热或焊后退火处理。
(1)电子束预热和退火。利用较小功率并且散焦的电子束轰击工件，使工件具有一定的温度，以达到预热或退火的目的。具体工艺(温差)视不同的材料和工件结构而定，因为它亦涉及到材料组织的相变问题。
(2)辅助预热和退火。利用电阻炉或石墨炉来对工件进行预热和退火。我们在进行陶瓷与金属的焊接工艺试验时，化了比较大的精力于电阻炉的试制及预热退火工艺的操作。最终达到了良好效果，取得了陶瓷与金属焊接的成功。
