關(guān)于超聲波焊接你究竟了解多少

一、超聲波焊接原理

一套超聲波焊接系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、焊頭三聯(lián)組、模具和機架。

超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40kHz電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將需要焊接的部件區(qū)域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。本篇文章主要介紹金屬和塑料的焊接。

1）超聲波金屬焊接原理超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實現(xiàn)的一種固態(tài)焊接。因此它有效地克服了電阻焊接時所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接?？蓮V泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。

2）超聲波塑料焊接原理超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。

超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

焊接過程1）焊頭對塑料表面施壓；2）焊頭每秒20000到40000次振動；3）振動產(chǎn)生摩擦熱使材料融化粘接。焊接類型埋植：埋植指的是焊頭在壓力下將金屬零件擠入塑料孔內(nèi)。鉚焊：鉚焊法指的是振動的焊頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚釘狀，從而使兩物體機械鉚合。

點焊：點焊指的是對于焊線不易設(shè)計的物體進行分點焊接，可達到熔接效果。成型

熔接口設(shè)計超聲焊接一般都要求熔接口要小，接觸面要統(tǒng)一。接口設(shè)計取決于焊接的材料，焊件的形狀以及焊件要求等因素。通常連接的三角形狀部分會聚集超聲能量，并快速融化形成焊接面。由左向右（對接接頭、階梯型、榫槽型）

剪切型：適用與需要密封或者塑料在很窄的溫度區(qū)間內(nèi)快速從固態(tài)變成熔融狀態(tài)的場合。二、焊接優(yōu)點

1）超聲波金屬焊接優(yōu)點：a、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。b、焊接后導(dǎo)電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。c、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。d、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。e、焊接無火花，環(huán)保安全。

2）超聲波塑料焊接優(yōu)點：a、焊接速度快，焊接強度高、密封性好；b、取代傳統(tǒng)的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；c、焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)均可通過軟件系統(tǒng)進行跟蹤監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進行排除和維護。

三、適用產(chǎn)品1）鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔與鎳片互熔。2）鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。3）電線互熔，偏結(jié)成一條與多條互熔。4）電線與各種電子元件、接點、連接器