超聲波金屬焊接機(jī)工作原理特點(diǎn)和應(yīng)用
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,即形成焊點(diǎn)。焊接時間過長,或超聲波振幅過大會使焊接強(qiáng)度下降,甚至破壞。超聲波金屬焊接發(fā)展到今天,超聲波金屬焊接機(jī)包括:超聲波金屬點(diǎn)焊機(jī)、超聲波金屬線束焊接機(jī)、超聲波金屬滾焊機(jī)、超聲波金屬封切/尾機(jī)四大類。相信,隨著技術(shù)進(jìn)步還會有更多的新超聲波金屬焊接技術(shù)出現(xiàn)!
超聲波金屬焊接機(jī)工作原理
超聲波金屬焊接機(jī)是一種機(jī)械處理過程,把高頻電能通過換能器裝置轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動作用于兩個需要焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使兩個金屬表面相互主頻摩擦造成生熱凝聚而熔接。在焊接過程中并無電流在被焊件中通過,也無電焊模式的焊弧產(chǎn)和,由于超聲波焊接不存在熱傳導(dǎo)與電阻率等問題,因此對有色金屬材料來說,無疑是一種理想的金屬焊接系統(tǒng)。特別是鋁、鎳、銅、銀等細(xì)、薄材料進(jìn)行單點(diǎn)、多點(diǎn)、方形、條形、單層、多層、復(fù)合焊接起到理想效果。其優(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。簡而言之,就是利用額每秒鐘數(shù)萬次的高頻振動波傳遞到兩個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。
超聲波金屬焊接機(jī)的焊接優(yōu)點(diǎn)
1、焊接材料不熔融,不脆弱金屬特性;
2、焊接后導(dǎo)電性好,電阻系數(shù)極低或近乎零;
3、對焊接金屬表面要求低,氧化或電鍍均可焊接;
4、焊接時間短,不需任何助焊劑、氣體、焊料;
5、金屬點(diǎn)焊機(jī)焊接時無火花,環(huán)保安全;
6、易實(shí)現(xiàn)異種金屬之間的連接及自動化控制。
超聲波金屬焊接機(jī)的焊接特點(diǎn)
1、兩被焊接物體重疊,經(jīng)超聲振動加壓接合成固態(tài)形式,接合時間短,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,模具整修與替換時間少,而且易于實(shí)現(xiàn)自動化。
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(fèi)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(dá)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(yù)處理及焊后的后處理。
6、處理超聲焊接無需助焊劑、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(yīng)降到最低(焊區(qū)的溫度不超過被焊金屬絕對熔化溫度的50%),從而不使金屬結(jié)構(gòu)變化,因此很適合電子領(lǐng)域中的焊接應(yīng)用。
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