超聲波金屬焊接機由來(lái)

超聲波金屬焊接機英文注釋?zhuān)篣ltrasonic metal welding machine，超聲波金屬焊接是19世紀30年代偶然發(fā)現的。當時(shí)在作電流點(diǎn)焊電極加超聲振動(dòng)試驗時(shí)，發(fā)現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)現較早，但是到目前為止，其作用機理還不是很清楚。它類(lèi)似于摩擦焊，但有區別，超聲焊接時(shí)間很短，溫度低于再結晶；它與壓力焊也不相同，因為所加的靜壓力比壓力焊小的多。一般認為在超聲波焊接過(guò)程中的初始階段，切向振動(dòng)除去金屬表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復的微焊和破壞的過(guò)程而使接觸面積增大，同時(shí)使焊區溫度升高，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(guò)長(cháng)，或超聲波振幅過(guò)大會(huì )使焊接強度下降，甚至破壞。

超聲波金屬焊接機原理

超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數萬(wàn)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，達到焊接的目的。

超聲波金屬焊接機技術(shù)要求

超聲波金屬焊接機和超聲波塑料焊接機到底有哪些不同呢？

1. 首先，工作方式不一樣。通常，超聲波塑料焊接中焊頭振動(dòng)方向垂直于焊位，超聲波金屬焊接中焊頭振動(dòng)方向平行于焊位。有些特殊情況下，塑料焊也可采用平行方向，如較薄的塑料件。

2. 其次，由于超聲波應用于焊接金屬，對超聲波焊接技術(shù)提出了更高的要求；相對于普通的塑料焊接，對功率容量、功率密度、穩定性及自動(dòng)化控制等各個(gè)方面的要求，不是同一個(gè)級別?，F國內超聲波塑料焊接用發(fā)生器基本都采用自激式電路，典型代表為：8400、8700全橋電路及臺灣機器常用的半橋電路，顯著(zhù)特點(diǎn)為有個(gè)調諧電感。如果將現有的用于塑料焊接的成熟技術(shù)直接轉嫁到金屬焊上，其技術(shù)上的先天不足，將導致產(chǎn)品的不穩定使用；其唯一的優(yōu)勢就是價(jià)格便宜，但對于金屬焊本身的高要求，這點(diǎn)優(yōu)勢是很蒼白的。

1． 高功率容量、穩定的超聲波發(fā)生器： 穩定的超聲波發(fā)生器首先要求為：頻率自動(dòng)跟蹤。頻率自動(dòng)跟蹤能保證換能器系統能工作在諧振狀態(tài)，即焊頭振幅的最大化。采用頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)，更換模具及工作時(shí)無(wú)須調頻，才是用于金屬焊的基本要求。有可調電感手動(dòng)調頻率的設備，基本都滿(mǎn)足不了要求。

穩定的超聲波發(fā)生器還要要求：恒振幅功能及振幅的無(wú)級可調。恒振幅功能，它能保證焊接的一致性，為穩定生產(chǎn)的關(guān)鍵；振幅的無(wú)級可調是保障設備用途的基本，例如在同一設備上通過(guò)參數調整既能焊銅，也能焊鋁材料。    

高功率容量：金屬焊相對于塑料焊，要求高的能量密度，必然有相對高的功率容量，如20kHz的機器，基本上要求3000W以上的功率容量。很多公司對于功率容量經(jīng)常出現虛假標稱(chēng)，那我們只需和他們所做的塑料焊機比較一下即可，因為塑料焊機標稱(chēng)太高是無(wú)人信的。

2. 高品質(zhì)焊頭：金屬焊作為工業(yè)用途，必然要求高壽命的焊頭。    

3.高品質(zhì)換能器：如20kHz的換能器，必須能長(cháng)期承受3kw以上負載。很多公司的換能器，用普通塑料焊的換能器，外觀(guān)上很難分辨，這是不負責任的做法。    

4.優(yōu)質(zhì)控制系統：具有焊接能量、時(shí)間、高度三種基本控制模式，多種質(zhì)控軟件滿(mǎn)足不同需求。

超聲波金屬焊接機特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)：

特點(diǎn)：

(1)、兩被焊接物體重疊,經(jīng)超聲振動(dòng)加壓接合成固態(tài)形式,接合時(shí)間短,且接合部分不產(chǎn)生鑄造組織（粗糙面）缺陷。

(2)、超聲焊與電阻焊方法比較，模具壽命長(cháng)，模具整修與替換時(shí)間少，而且易于實(shí)現自動(dòng)化。

(3)、同種金屬不同種金屬之間均可以進(jìn)行超聲焊接，與電氣焊相比耗費能量少得多。

(4)、超聲焊與其他壓焊相比，要求壓力較小，且變型量在10%以下，而冷壓焊其工件變形量達40%-90%。

(5)、超聲焊接不像其他焊接那樣要求進(jìn)行被焊表面的預處理及焊后的后處理。

(6)、處理超聲焊接無(wú)需助焊劑、金屬填料、外部加熱等外部因素。

(7)、超聲焊接可以使材料的溫度效應降到最低（焊區的溫度不超過(guò)被焊金屬絕對熔化溫度的50%）,從而不使金屬結構變化，因此很適合電子領(lǐng)域中的焊接應用。

優(yōu)點(diǎn)：

熔合強度高；

接近冷態(tài)加工、工件不退火、無(wú)氧化痕跡；

焊接后導電性好，電阻系數極低或近乎零；

對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接；

焊接時(shí)間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。

焊接無(wú)火花，環(huán)保安全。

缺點(diǎn)：是所焊接金屬件不能太厚，焊點(diǎn)不能太大，需要加壓。

超聲波金屬焊接機應用：

適用于銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉬、不銹鋼等有色金屬材料薄板、細棒、絲、片、帶等材料實(shí)施瞬間焊接，總厚度可達2-4mm。

超聲波金屬焊接的應用舉例：

鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔。 鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。 電線(xiàn)互熔，偏結成一條與多條互熔，線(xiàn)束焊接。 電線(xiàn)與各種電子元件、接點(diǎn)、連接器互熔。 各種家電用品、汽車(chē)用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。 電子元器件引線(xiàn)、繼電器、電磁開(kāi)關(guān)、無(wú)熔絲開(kāi)關(guān)等大電流接點(diǎn)，異種金屬片的互熔。 金屬管的封尾、切斷可水、氣密。