超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過程中機(jī)械損耗小)好的特點(diǎn),所以常用的材料為鋁合金及鈦合金,但超聲波金屬焊接要求焊頭耐磨損(要求較高的硬度),使材料的選擇變得比較困難,因?yàn)橛捕群晚g性似乎是天生對(duì)立的,這就要求我們選擇非常高要求的材料,我們選擇的優(yōu)質(zhì)鋼材料能夠比較好地解決這個(gè)矛盾,使焊頭的有效壽命盡量地提高。
超聲波金屬焊接機(jī)英文注釋:Ultrasonic metal welding machine,超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)在作電流點(diǎn)焊電極加超聲振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上,因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術(shù)。超聲波焊接雖然發(fā)現(xiàn)較早,但是到目前為止,其作用機(jī)理還不是很清楚。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(shì):
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。
(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。