超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機(jī)械振動(dòng)能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法.金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí),既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫?zé)嵩?,只是在靜壓力之下,將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能、形變能及有限的溫升.兩母材達(dá)到再結(jié)晶溫度下發(fā)生的固相焊接.因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象.超聲金屬焊機(jī)能對(duì)銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接.可廣泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接
超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。它類似于摩擦焊,但有區(qū)別,超聲焊接時(shí)間很短,溫度低于再結(jié)晶;它與壓力焊也不相同,因?yàn)樗拥撵o壓力比壓力焊小的多。一般認(rèn)為在超聲波焊接過程中的初始階段,切向振動(dòng)出去金屬表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大,同時(shí)使焊區(qū)溫度升高,在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下,相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí),即形成焊點(diǎn)。焊接時(shí)間過長(zhǎng),或超聲波振幅過大會(huì)使焊接強(qiáng)度下降,甚至破壞。
超聲波金屬焊接機(jī)原理:
超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數(shù)萬次的高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的金屬工件表面,再施以一定的壓力,使金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,達(dá)到焊接的目的。
(1)焊件位置需非常,務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。
(2)焊件需使用夾治具時(shí),必須確保焊件的終位置需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。
(3)可焊厚度受到限制滲透厚度遠(yuǎn)超過19mm的工件,生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接機(jī)。
(4)高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等,焊接性會(huì)受激光所改變。
(5)當(dāng)進(jìn)行中能量至高能量的激光束焊接時(shí),需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除,以確保焊道的再出現(xiàn)。
(6)能量轉(zhuǎn)換效率太低,通常低于10%。
(7)焊道快速凝固,可能有氣孔及脆化的顧慮。
(8)設(shè)備昂貴。