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超声波金属焊接优点及其缺点概述

2021-04-19 16:58
随着工业化水平的提高,目前超声波金属焊接技术在工业领域得到大范围的使用,国内外的尖端科技如航天工业、生物工程和仪器仪表等行业都离不开这项技术。超声焊接是在物体上施加超声振动使其物理状态发生改变的应用技术 。其原理是通过超声波电源设备产生超声电能,由超声波换能器转化电能为机械能,变幅杆将振幅进一步放大,焊件在高频振动摩擦的作用下,使得被焊金属界面得到清理从而两纯净金属表面贴近,在有限的温升和塑性变形的情况下被焊工件发生金属键合与扩散作用,而形成了牢靠地固相连接 。

凡事都有其两面性,超声波金属焊接也不例外。虽然超声波金属焊接有利有弊,但是对于使用者来说,我们最关心的还是其优势方面,也就是能为我们所用的一面。


超声波金属焊接的优缺点如下所述:


超声波金属焊接的主要优点如下:
(1)可以应用的范围非常广范。既可以进行快速点焊 、 连续焊, 又可以焊接异种金属材料,即使是物理性能差异较大的异种材料之间的焊接也同样适用;在金属箔 片 、 细丝 、 微小器件以及薄厚差异较大 、多层金属片的焊接方面具有特殊优势 。
(2 )节能环保 。焊接过程无需焊条,焊接区域不 通电,被焊金属无需直接加热,因此能耗比电 、气焊 方法低很多;焊接过程不会产生任何焊渣 、 废气等污染物,且无需添加任何焊剂,更为环保。
(3 )焊接过程中只产生局部短时高温,不需要对焊件进行冷却,焊接变形小,焊接本身可以对焊 件表面的氧化膜等进行清理,焊接表面清洁美观 。
( 4)焊接精度高 。 在电气控制下,带有功率电子线路的超声波发生器能够精准地与计算机配合进行焊接控制 。

超声波金属焊接纵使具有上述一系列优点,但也不可避免地具有下述缺点:
( 1 )当超声波焊接工件的厚度及硬度提高时,超声波焊接所需功率呈指数增大,因而增加了超声波金属焊接机的制造成本 。 当所需功率过大时,声学系统的设计制造和工艺效果都会产生一系列较难解决的问题,因此,当前主要限于丝 、 箔 、片等较细较薄的工件焊接 。
( 2 )当前超声波焊接系统的接头形式仅限于搭接,且受工具头的限制,工件只能在焊接系统允许的尺寸范围内伸入,超声波金属焊接的接头形式和尺寸范围局限性较大 。
( 3 )当前对于超声波金属焊接的质量检测较为困难, 一般的检测方法难以在生产过程中进行实时监控, 无损检测的方法尚未达到普及状态。

超声波金属焊接常见应用如下:
超声波金属焊接常见应用

超声波金属焊接机因其独特的焊接优势,已被广泛应用于动力锂电池、手机制造业、电气仪表及宇航工业等领域,且越来越显示出其发展潜力 。然而,当前的一些局限性仍是众多学者的研究热点,如超声波金属焊接的机理尚未完全研究透彻,对于焊接过程中的结合方式仍未得到统一结论;目前虽在丝、箔、片等薄质工件的焊接中获得了较好的效果,却仍难以满足日益飞速发展的尖端制造业,在较大较厚构件的焊接方面的需求;在超声波焊接的检测方面仍未发展完善,超声焊接的无损检测尚未普及,一般的检测方法又难以进行实时的焊接质量检测,不利于该种方法在实际生产中的普及推广。