超聲波金屬焊接利用高頻振動(dòng)波傳遞到需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使兩個(gè)金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。
優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工;缺點(diǎn)是所焊接金屬件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊點(diǎn)位不能太大、需要加壓。
超聲波金屬焊接通常會(huì)在焊接位表面,底座表面設(shè)計(jì)網(wǎng)紋,網(wǎng)紋設(shè)計(jì)的目地在于防止金屬件的滑動(dòng),盡可[span]能將能量傳遞到熔接位。網(wǎng)紋設(shè)計(jì)一般有方形、菱形、條形網(wǎng)紋。黃金手飾等金屬包覆焊頭與底座根椐要 求不能設(shè)計(jì)紋路,網(wǎng)紋的大小與深淺根據(jù)具體的焊接材料要求來確定。
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。
(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。