超聲波發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整,以達(dá)到一致,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每一個(gè)部份都設(shè)計(jì)成一個(gè)半波長的諧振體。超聲波發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個(gè)諧振工作范圍。
一般設(shè)定為±0.5 KHz,在此范圍內(nèi)焊接機(jī)基本都能正常工作,我們制作每一個(gè)焊頭時(shí),都會(huì)對(duì)諧振頻率作調(diào)整,要求做到諧振頻率與設(shè)計(jì)頻率誤差小于 0.1 KHZ。20KHz 焊頭,我們焊頭的頻率會(huì)控制在 19.90—20.10 KHZ,誤差小5‰。
超聲波焊頭因?yàn)楣ぷ饔诟哳l振動(dòng)情況下,應(yīng)盡量保持一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì),以避免聲波傳遞的不對(duì)稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動(dòng)(我們所用于焊接的焊頭利用的是超聲波振動(dòng)的縱向傳遞,對(duì)于整個(gè)諧振系統(tǒng)而言),不均衡振動(dòng)能導(dǎo)致焊頭發(fā)熱及斷裂。超聲波焊接應(yīng)用于不同行業(yè)對(duì)加工精度要求是不同的,對(duì)于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對(duì)加工精度的要求非常高,我們所有的加工設(shè)備均采用數(shù)控設(shè)備(如加工中心等),這樣才能保證加工出來的精度符合要求。
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,或超聲波振幅過大會(huì)使焊接強(qiáng)度下降,甚至破壞。
全自動(dòng)串焊接機(jī)和全自動(dòng)單片焊接機(jī)與手工焊接相比具有如下優(yōu)勢:
①焊接速度快,質(zhì)量一致性好,表面美觀,沒有手工焊接的焊錫不均勻現(xiàn)象。設(shè)備焊接可以避免人工焊接時(shí)的各種人為因素的影響,比如操作工熟練程度的影響、身體狀況的影響、情緒的影等,從而保證焊接的一致性、可靠性。
②可減少操作人員及檢驗(yàn)人員的數(shù)量,降低管理難度及產(chǎn)品成本?,F(xiàn)在人工成本逐年增加,每年的招工是令老板頭疼的事情,自動(dòng)焊接機(jī)能大量減少雇傭人員。