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超声波焊接与激光焊接区别及优缺点对比

2021-04-29 09:41
超声波焊接和激光焊接是两种不同的焊接方法。 它们具有相同的用途,有着不同的焊接效果,在应用上有各自的优势。本文通过对其焊接原理,优势,效率等方面进行比较来说明激光焊接与超声波焊接的区别,希望能对你有所帮助!
 

激光焊接 VS 超声波焊接原理区别


激光焊接是利用高能量激光脉冲产生的热能将金属材料熔化后产生联接。在本质上和电弧焊并无区别,只不过电弧焊用来产生热能的是电弧而不是激光。 超声波金属焊接是利用超声波高频机械振动产生的高密度能量,在工件表面产生塑性变形并在压力下破坏表面层,使所焊金属在常温下产生的物理性连接。超声波金属焊接既不向工件输送电流,也不向工件引入高温热源只是在静压力及弹性振动能的共同作用下,将机械动能转变成工件间摩擦功形变能和随之而产生的温升,从而使工件在固态下实现连接。 通过焊接原理比较得知,激光焊接是通过高温改变物体的物理结构来实现物体的连接,而超声波金属焊接则无需改变物体物理结构直接在固态状态下实现连接。
 

超声波焊接优势 VS 激光焊接优势


超声波焊接是利用超声波高频机械振动产生的高密度能量,在工件表面产生塑性变形并在压力下破坏表面层,使所焊金属在常温下产生的物理性连接。超声波焊接虽然会破坏膜层的3%左右,但因为是连续型非熔化焊接,热传导效率方面相对较好。同时在材料成本方面超声波焊接具有一定优势,超声波焊适应薄的产品,国际上主流平板产品铜板一般为0.12mm-0.2mm之间,企业为考虑材料成本,现在有些企业选用铝板,超声波焊选择0.2-0.3mm即可。而激光焊适应于厚的材料,如选用铝板厚度一般选择0.4mm,造成材料成本方面高些。其实两种焊接技术各有千秋,使用哪种焊接设备企业应根据自身的实际情况来选择更合适的,而不是笼统的评价两种焊接技术的优劣。

超声波焊接机具有速度快、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、近冷加工等优点,采用电子程序控制,功率大、效率高,自动化控制,操作容易,内置电子保护电路,使用安全,工作稳定可靠。焊件具有焊接面牢固、强度高,主观、环保等特点。
 
激光焊接机是一种新的焊接方法,主要用于薄壁材料和精密零件的焊接。它可以实现点焊、对接焊、搭接焊、密封焊等。它具有高宽比、较小的焊接宽度、较小的热影响区、较小的变形、快速的焊接速度和平滑美观的焊接。焊接后需要进行处理或简单处理,焊接质量高,无气孔,控制准确,焦点小,定位精度高,自动化容易。
 
激光技术的优势在于所焊工件上不需要加压,整体变形小,能够最小程度破坏吸热涂层表面;但激光焊接也会影响焊接物体物理结构的变化,焊点受冷热交替冲击频繁易导致断裂,强度较差,这对于平板集热器昼夜间歇工作导致的冷热交替影响尤为致命。
 
超声波金属焊接其优点是焊接材料不熔融,不脆弱金属特性,焊接时间短,熔合强度高、接近冷态加工;但会破坏吸热层3%左右,所焊接金属不能太厚(一般≤5mm这对于平板太阳能吸热板焊接来说反而成为优势),而且因为是连续型非熔化焊接,热传导效率方面相对较好,有人做过试验同等工况下,超声波焊接的产品比激光焊热传导效率要高3%左右。
 

激光焊接 VS 超声波焊接效率比较


超声波金属焊接焊接速度比激光焊接快:典型的超声波金属焊接速度是焊铜8m/min、焊铝12m/min,但超声波焊目前选择的工艺是先滚纹,再焊接,所以单台机器效率就要打对折。对于相同产能来说,2台超声波焊机对比1台激光焊机,如此比较,超声波优胜于激光。
 

激光焊接 VS 超声波焊接适用的产品比较

 
超声波金属焊机适用于焊接较薄的产品。它可以用于同一种金属的焊接,也可以用于薄有色金属(例如铜,银,铝和镍)的单点和多点短条焊接。它可以广泛用于各种形状的焊接,例如保险丝型锂电池的连接件。超声波金属焊机用于金属的同类焊接,并能对铜、银、铝、镍有色金属的细薄材料,实施单点、多点短条状的焊接,可广泛适用于熔断片锂电池的极耳等各种形状的焊接。

在超声波金属焊接在太阳能行业应用中,焊接工艺和综合性能都要优于激光焊接。而且从使用经验来看,超声波金属焊接作为我国太阳能领域的以往的主要焊接技术,已经有了比较丰富的应用经验,这也是为什么近两年很多太阳能企业也选择了超声波金属焊接。