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超声波金属焊接机工作原理特点和应用

浪起激光2013-10-284615

 超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。它类似于摩擦焊,但有区别,超声焊接时间很短,温度低于再结晶;它与压力焊也不相同,因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段,切向振动出去金属表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大,同时使焊区温度升高,在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下,相互接近到原子引力能够发生作用的距离时,即形成焊点。焊接时间过长,或超声波振幅过大会使焊接强度下降,甚至破坏。超声波金属焊接发展到今天,超声波金属焊接机包括:超声波金属点焊机、超声波金属线束焊接机、超声波金属滚焊机、超声波金属封切/尾机四大类。相信,随着技术进步还会有更多的新超声波金属焊接技术出现!

  超声波金属焊接机工作原理
超声波金属焊接机是一种机械处理过程,把高频电能通过换能器装置转换成机械振动作用于两个需要焊接的金属表面,在加压的情况下,使两个金属表面相互主频摩擦造成生热凝聚而熔接。在焊接过程中并无电流在被焊件中通过,也无电焊模式的焊弧产和,由于超声波焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此对有色金属材料来说,无疑是一种理想的金属焊接系统。特别是铝、镍、铜、银等细、薄材料进行单点、多点、方形、条形、单层、多层、复合焊接起到理想效果。其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。简而言之,就是利用额每秒钟数万次的高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面,再施以一定的压力,使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,达到焊接的目的。

  超声波金属焊接机的焊接优点
1、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性;   
2、焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零;   
3、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接;   
4、焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料;   
5、金属点焊机焊接时无火花,环保安全;
6、易实现异种金属之间的连接及自动化控制。

  超声波金属焊接机的焊接特点
1、两被焊接物体重叠,经超声振动加压接合成固态形式,接合时间短,且接合部分不产生铸造组织(粗糙面)缺陷。
2、超声焊与电阻焊方法比较,模具寿命长,模具整修与替换时间少,而且易于实现自动化。
3、同种金属不同种金属之间均可以进行超声焊接,与电气焊相比耗费能量少得多。
4、超声焊与其他压焊相比,要求压力较小,且变型量在10%以下,而冷压焊其工件变形量达40%-90%.
5、超声焊接不像其他焊接那样要求进行被焊表面的预处理及焊后的后处理。
6、处理超声焊接无需助焊剂、金属填料、外部加热等外部因素。
7、超声焊接可以使材料的温度效应降到最低(焊区的温度不超过被焊金属绝对熔化温度的50%),从而不使金属结构变化,因此很适合电子领域中的焊接应用。

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