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简简单单介绍一下超声波金属焊接机,一起学习下吧!!!

2022-02-15 16:05
超声波金属焊接是一种特种加工技术,自1950年美国人发明这项技术以来,其已在工业上得到了广泛的应用""。超声波金属焊接机有着独特的焊接特点,可焊接不同材质、不同厚度的金属片,焊点牢固可靠、节能、无污染,同时也是一种环保工艺技术"。
超声波金属焊接机
超声波金属焊接机

1超声波金属焊接原理


超声波金属焊接的工作方法如图1所示。
超声波金属焊接原理
图 1 超声波金属焊接原理图
1- 超声波发生器 2-换能器 3-变幅杆 4-上声极 5-工件 6-下声极 7-工件

 
超声波发生器提供超声频率的振荡电流,通过换能器将振荡电流变换为弹性振动,振幅A—般仅为几个微米,然后经变幅杆将振幅放大并耦合到上声极及工件上去。当工件在静压力P及弹性振动能量的共同作用下,将弹性振动能量转变成为工件间的摩擦功、形变能和热能,就会在短时间内(0.1~Is)实现工件间的焊接""。

金属超声波焊接根据焊接接头型式有四种基本形式:点焊、缝焊、线焊和环焊。最常用的是点焊和缝焊。

1.1点焊
按能量传递方式点焊可分为单侧式和双侧式两类,如图2所示。当超声振动能量只通过上声极导人时为单侧式点焊;分别从上下声极导人时为双侧式点焊。目前应用最广泛的是单侧导人式点焊。
超声波金属点焊
图 2-2 超声波点焊示意图 1- 静压力 2- 上声极 3- 焊件 4- 下声极
1.2缝焊
超声波通过旋转运动的圆盘状声极传输给工件,并形成一条具有密封件的连续焊缝。其振动系统按盘状声极的振动状态,可分为纵向振动、弯曲振动和扭转振动三种。其中,前两种较为常用,见图3,其盘状声极的振动方向与焊接方向垂直。实际生产中以弯曲振动系统应用最广,因为有较好的工艺及技术性能。在特殊情况下,可以用平板式下声极"。
超声波金属缝焊
图 2-3 超声波缝焊振动系统示意图 1- 盘状上声极 2- 变幅杆 3- 换能器 4- 焊件 5- 盘状下声极 D- 振动方向 I~- 超声波振动电流

2超声波金属焊接机的优点


2.1.1金属超声波焊接机可进行点焊、连续焊,焊接速度快。在应用范围方面,能进行不同种类金属材料之间的焊接,即使物理性能相差悬殊,也能很好地焊接;可进行其他方法无法奏效的金属箔片、细丝、微小的器件及厚薄悬殊、多层金属片的焊接。

2.1.2超声波焊接焊点强度高,且其稳定性好,具有高抗疲劳强度特征。

2.1.3与其他焊接相比,因其对焊接件产生的高温是局部、短时的,焊接件总体温度低,焊接过程无需水冷,被焊工件的变形很小,焊接完成后工件无须进行退火等处理。超声波焊接自身包含着对焊接件表面氧化层的破碎清理作用,焊面清洁美观,无需像其他焊接那样进行焊后清理。

2.1.4金属超声波焊接不用焊条,焊接区不通电,不直接又弱波焊金属加热。焊接同一工件金属超声波焊接与电弧焊、气焊相比,金属超声波焊接能耗要小得多。

2.1.5由于不需要添加焊剂,不污染被加工材料,不产生任何焊渣、污水、有害气体等废物污染,因而是一种节能环保的焊接方法。

2.1.6超声波发生器是功率电子线路,易于实现电气控制,能很好地和计算机配合进行焊接控制,从而达到高精度的焊接,并且易于实现焊接的信息化和自动化。


3超声波金属焊接机用在哪里?


3.1新能源汽车行业。
现在流行的电动汽车的锂电池组上的极耳焊接,以及汽车内部的线束和线束的焊接,线束和端子的焊接。这类焊接材料往往是导电率高的铜或铝,因此无法采用传统的电阻焊。另外,超声金属焊接热影响区域小,干净无火星飞溅,是一种非常安全的焊接工艺。

3.2医疗行业。
最典型应用是对医疗设备中的集成电路上引脚焊接。过程不需要胶水或者粘合剂,只是利用本体材料进行连接。例如用于治疗病患的心脏起搏器以及植入体内的传感器。另外,超声焊接还广泛应用在制造静脉导管、血液/气体过滤器、透析机、阀门和过滤器的过程中。

3.3电子及计算机工业。
微电子元件上电线和电路的最佳连接工艺就是超声焊接,应用在芯片、电机、电容、闪存、微处理器、变压器等产品上。整个焊接过程将薄金属(通常是铝或铜)与厚材料焊接起来,无缝地连接电线和电路。它可以毫不费力地将电路板上的电路连接起来,非常适合智能手机和电脑行业。

3.4航天工业。
在制造发动机部件时,将有色金属材料如铝焊接到钢上,焊接后组件拉拔强度大,尺寸精确,外观漂亮。它还能满足密闭舱室焊接后的密封性能和耐冲击性能的要求。

3.5制冷行业。
一直使用铜管作为冰箱和空调冷却系统组成。由于铜材料昂贵,也开始用铝管代替。但是不管使用铜管和铝管,都可以用超声来进行薄板焊接或封口。超声焊接方法可以得到高质量的产品,是一种被证明非常可靠的连接技术。未来,超声波焊接有望在更多工业应用领域推动市场增长。

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