詳解超聲波金屬焊接技術

 

   超聲波金屬焊接技術是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬表面，在加壓的情況下，使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。它的優點在于快速、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷態加工；缺點則是所焊接金屬件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊點位不能太大、需要另外加壓。

 

2、焊接優點：

 

1）、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。2）、焊接后導電性好，電阻系數極低或近乎零。3）、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。4）、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。5）、焊接無火花，環保安全。

 

3、超聲波金屬焊接適用產品分類：

 

1）、鎳氫電池鎳氫電池鎳網與鎳片互熔與鎳片互熔。2）、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。3）、電線互熔，偏結成一條與多條互熔。4）、電線與名種電子元件、接點、連接器互熔。5）、名種家電用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。6）、電磁開關、無熔絲開關等大電流接點，異種金屬片的互熔。7）、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。8）、太陽能吸熱板、鋁塑復合管滾焊，鋁板拼接。

 

4、振幅參數

 

   振幅對于需要焊接的材料來說是一個相當關鍵的參數，相當于鉻鐵的溫度，溫度達不到就會熔接不上，溫度過高就會使原材料燒焦或導致結構破壞而強度變差。因為每一間公司選擇的換能器不同，換能器輸出的振幅都有所不同，經過適配不同變比的變幅桿及焊頭，能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求，通常換能器的輸出振幅為10—20μm，而工作振幅一般為30μm左右，變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀，前后面積比等因素有關，形狀來說如指數型變幅、函數型變幅、階梯型變幅等，對變比影響很大，前后面積比與總變比成正比。貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機，簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作，能保證振幅參數的穩定。

 

5、頻率參數

 

   任何公司的超聲波焊接機都有一個中心頻率，例如20KHz、40KHz等，焊接機的工作頻率主要由換能器（Transducer）、變幅桿（Booster）、和焊頭（Horn）的機械共振頻率所決定，發生器的頻率根據機械共振頻率調整，以達到一致，使焊頭工作在諧振狀態，每一個部份都設計成一個半波長的諧振體。

 

    發生器及機械共振頻率都有一個諧振工作范圍，如一般設定為±0.5KHz，在此范圍內焊接機基本都能正常工作.我們制作每一個焊頭時，都會對諧振頻率作調整，要求做到諧振頻率與設計頻率誤差小于0.1KHZ，如20KHz焊頭，我們焊頭的頻率會控制在19.90—20.10KHz，誤差為5‰。

 

6、節點

 

   焊頭、變幅桿均被設計為一個工作頻率的半波長諧振體，在工作狀態下，兩個端面的振幅大，應力小，而相當于中間位置的節點振幅為零，應力大。節點位置一般設計為固定位，但通常的固定位設計時厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定為零振幅，這樣就會引致一些叫聲和一部分的能量損失，對于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離，或采用隔聲材料進行屏蔽，能量損失在設計振幅參數時予以考慮。

 

7、焊接換能器技術

 

   原則上講，供金屬焊接裝置使用的換能器和供塑料焊接裝置使用的換能器并沒有很大的區別，它的特殊性在于焊接金屬具有更高質量的要求，因為在焊接金屬時通常需要很大的瞬間功率，這就要求換能器有高的功率容量還有低的阻抗，這也不是一般用于塑料焊接裝置使用的換能器所能勝任的。