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铜导线超声波金属焊接

2022-02-21 09:44
铜导线连接技术广泛应用于电力电子、新能源汽车、电器医疗、航空航天等领域。主要连接方法有压接、钎焊和超声波焊接等。压接在常温下进行,通过压接设备使导线产生塑性变形而形成机械连接。压接后的导线并非完全接触,各连接界面处存在较高的接触电阻,且在长期接触运行过程中,接触电阻会逐渐增大,导致接头发热及电能损耗增加,影响电路安全。钎焊包括火焰钎焊、电阻钎焊等。相较于压接技术,钎焊需要焊料、溶剂等,焊接过程中消耗能量较多,可能产生常见的冶金缺陷,如夹渣、气孔、偏析等。超声波焊接利用超声高频振动产生能量,在压力作用下使接触界面塑性变形并发生冶金反应,是一种固相连接技术。焊接过程中不产生烟尘,不需要添加焊接剂,焊接能量仅为钎焊的2%,是一种节能环保、绿色高效的焊接方法。铜导线超声波焊接由于其焊接能量小、速度快、强度高且接头电阻低,适用于要求抗拉强度高且接触电阻小的场合。

超声波金属焊接原理


超声焊接技术是通过对焊接件的接触面施加水平方向上的高频振动从而改变其物理状态的技术。其工作原理是通过超声波发生器发射震荡电流,经换能器设备将其转换成机械振动,由变幅杆将机械振动进一步放大,在一定的焊接压力下,实现焊件间的高频振动摩擦,从而使得焊接件间的温度通过摩擦生热得到迅速的提升产生塑性变形,形成牢固的焊接接头实现固相连接。

超声波金属焊接周期短,焊接过程至少包含三个阶段:局部点连接→振动打碎氧化物和污染物,形成面连接→在超声软化和摩擦热作用下产生塑性变形,形成稳定粘结。接头强度受焊接振幅、时间和压力等多参数影响。