详解超声波金属焊接技术

 

   超声波金属焊接技术是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。它的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点则是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要另外加压。

 

2、焊接优点：

 

1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。5）、焊接无火花，环保安全。

 

3、超声波金属焊接适用产品分类：

 

1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。7）、金属管的封尾、切断可水、气密。8）、太阳能吸热板、铝塑复合管滚焊，铝板拼接。

 

4、振幅参数

 

   振幅对于需要焊接的材料来说是一个相当关键的参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。

 

5、频率参数

 

   任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。

 

    发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1KHZ，如20KHz焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10KHz，误差为5‰。

 

6、节点

 

   焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅大，应力小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑。

 

7、焊接换能器技术

 

   原则上讲，供金属焊接装置使用的换能器和供塑料焊接装置使用的换能器并没有很大的区别，它的特殊性在于焊接金属具有更高质量的要求，因为在焊接金属时通常需要很大的瞬间功率，这就要求换能器有高的功率容量还有低的阻抗，这也不是一般用于塑料焊接装置使用的换能器所能胜任的。