Maximale Festigkeit für Busbars

In der Busbar-Fertigung stehen Entwickler vor einer zentralen Herausforderung: Verbindungen zu schaffen, die sowohl elektrisch hochleitfähig als auch mechanisch extrem belastbar sind – dauerhaft, reproduzierbar und in kurzen Taktzeiten.

Ob in Batteriemodulen, Leistungselektronik oder DC-Verteilern: Busbar-Verbindungen müssen Zugkräfte, Vibrationen und thermische Zyklen sicher überstehen. Ein Versagen der Verbindung kann zu erhöhtem Übergangswiderstand, Wärmeentwicklung oder gar Systemausfall führen.

Mit dem Ultraschallschweißen steht eine Technologie zur Verfügung, die genau auf diese Anforderungen ausgelegt ist und sich insbesondere dort bewährt, wo maximale Festigkeit gefordert ist.

Festigkeit bei Busbars als entscheidender Faktor

Busbars werden mechanisch und thermisch stark beansprucht, zum Beispiel durch:

• Zugbelastungen beim Kontaktieren oder durch Vibration
• Scherkräfte bei Temperaturausdehnung oder dynamischen Lastwechseln
• Montageeinflüsse und wiederholte Steckzyklen
• Langfristige Mikrobewegungen, etwa in Fahrzeuganwendungen

Für eine dauerhaft sichere Verbindung ist deshalb entscheidend:

• Hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere in Scher- und Peelrichtung
• Großflächiger, homogener Kontakt für optimale Kraftverteilung
• Stabilität über die gesamte Lebensdauer – auch bei wechselnden Bedingungen

Besonders starke Busbar-Verbindungen von 5000 Newton und mehr

Der Ultraschallprozess basiert auf der Kombination von hochfrequenten Schwingungen und definiertem Druck. Dabei wird die Oxidschicht an der Kontaktfläche mechanisch aufgebrochen und das Material in einen plastischen Zustand überführt – ganz ohne Schmelze. Es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung, die auch bei hoher Belastung stabil bleibt.

Diese Verbindung hält enormen Kräften stand. Je nach Beschaffenheit und Dicke der Busbars können 5000 N und mehr erreicht werden. Das macht die Verbindungen deutlich robuster als mit vergleichbaren Verfahren wie dem Löten oder Laserschweißen. 

Ein weiterer Vorteil: Die Schweißfläche kann flexibel gestaltet werden – von punktuell bis großflächig. So lässt sich die Belastung gleichmäßig über mehrere Lagen oder komplexe Geometrien verteilen. Besonders für breite oder mehrlagige Busbars ist das ein entscheidender Faktor für die Verbindungsgüte.

Mit unserem Ultrasonic Power Stack 12 kW stehen dabei Schweißkräfte bis zu 10.000 N zur Verfügung. Das bietet ausreichend Leistung, um selbst großflächige Kupfer-Aluminium-Verbindungen mit hoher Materialstärke sicher zu fügen.

Das ermöglicht nicht nur hohe Festigkeiten, sondern auch eine prozesssichere Verschweißung in kurzen Taktzeiten – selbst bei anspruchsvollen Bimetall-Konfigurationen.

Fazit: Ultraschall verbindet zuverlässig – auch unter maximaler Belastung

Wenn Busbar-Verbindungen mechanisch wie elektrisch höchste Anforderungen erfüllen müssen, ist Ultraschallschweißen die richtige Wahl. Der Prozess ist schnell, zuverlässig und hochgradig anpassbar – sowohl in Bezug auf Geometrie als auch auf Prozessleistung.

Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick:

✅ Mechanisch hochfeste Verbindungen, auch bei Mischmetallen
✅ Schweißkräfte bis 10.000 N mit dem Herrmann Power Stack 12 kW
✅ Großflächig konfigurierbare Schweißzone für optimale Kraftverteilung
✅ Keine Sprödphasen, keine Lötmittel, keine Hitzeverformung
✅ Stabile Verbindungen in Scher- und Peelrichtung
✅ Reproduzierbar, automatisierbar, schnell

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