分析超声波线束点焊机的工作原理

金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面在加压的情况下使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时发现不通电流也能焊接上因而发展了超声金属冷焊技术。

超声波焊接虽然发现较早但是到目前为止其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊但有区别超声焊接时间很短温度低于再结晶;它与压力焊也不相同因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段切向振动出去金属表面的氧化物并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大同时使焊区温度升高在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下相互接近到原子引力能够发生作用的距离时即形成焊点。焊接时间过长或超声波振幅过大会使焊接强度下降甚至破坏。

大功率超声波线束机焊接最重要的一个优点就是温度较低。温度的产生是不可避免的它只是由摩擦所产生的只相当于金属熔点的1/3或1/2。在焊接过程所产生的低温下由于退火的产生和低温没有破坏导线的绝缘性金属导线保留了原有的性能;此外较低的温度还意味着可以把很薄的金属焊接到厚金属上而不造成薄金属的损伤。这些在线束生产中都是十分重要的。

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