1、超聲波金屬焊接技術(shù)原理
超聲波金屬焊接技術(shù)是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使兩個(gè)金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。它的優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無(wú)火花、接近冷態(tài)加工;缺點(diǎn)則是所焊接金屬件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊點(diǎn)位不能太大、需要另外加壓。
2、焊接優(yōu)點(diǎn):
1)、焊接材料不熔融,不脆弱金屬特性。2)、焊接后導(dǎo)電性好,電阻系數(shù)極低或近乎零。3)、對(duì)焊接金屬表面要求低,氧化或電鍍均可焊接。4)、焊接時(shí)間短,不需任何助焊劑、氣體、焊料。5)、焊接無(wú)火花,環(huán)保安全。
3、超聲波金屬焊接適用產(chǎn)品分類:
1)、鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wǎng)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(jié)成一條與多條互熔。4)、電線與名種電子元件、接點(diǎn)、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(kāi)關(guān)、無(wú)熔絲開(kāi)關(guān)等大電流接點(diǎn),異種金屬片的互熔。7)、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。8)、太陽(yáng)能吸熱板、鋁塑復(fù)合管滾焊,鋁板拼接。
4、振幅參數(shù)
振幅對(duì)于需要焊接的材料來(lái)說(shuō)是一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的參數(shù),相當(dāng)于鉻鐵的溫度,溫度達(dá)不到就會(huì)熔接不上,溫度過(guò)高就會(huì)使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強(qiáng)度變差。因?yàn)槊恳婚g公司選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經(jīng)過(guò)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(guān),形狀來(lái)說(shuō)如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等,對(duì)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(jī),簡(jiǎn)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(shù)的穩(wěn)定。
5、頻率參數(shù)
任何公司的超聲波焊接機(jī)都有一個(gè)中心頻率,例如20KHz、40KHz等,焊接機(jī)的工作頻率主要由換能器(Transducer)、變幅桿(Booster)、和焊頭(Horn)的機(jī)械共振頻率所決定,發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整,以達(dá)到一致,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每一個(gè)部份都設(shè)計(jì)成一個(gè)半波長(zhǎng)的諧振體。
發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個(gè)諧振工作范圍,如一般設(shè)定為±0.5KHz,在此范圍內(nèi)焊接機(jī)基本都能正常工作.我們制作每一個(gè)焊頭時(shí),都會(huì)對(duì)諧振頻率作調(diào)整,要求做到諧振頻率與設(shè)計(jì)頻率誤差小于0.1KHZ,如20KHz焊頭,我們焊頭的頻率會(huì)控制在19.90—20.10KHz,誤差為5‰。
6、節(jié)點(diǎn)
焊頭、變幅桿均被設(shè)計(jì)為一個(gè)工作頻率的半波長(zhǎng)諧振體,在工作狀態(tài)下,兩個(gè)端面的振幅大,應(yīng)力小,而相當(dāng)于中間位置的節(jié)點(diǎn)振幅為零,應(yīng)力大。節(jié)點(diǎn)位置一般設(shè)計(jì)為固定位,但通常的固定位設(shè)計(jì)時(shí)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(huì)引致一些叫聲和一部分的能量損失,對(duì)于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離,或采用隔聲材料進(jìn)行屏蔽,能量損失在設(shè)計(jì)振幅參數(shù)時(shí)予以考慮。
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(méi)有很大的區(qū)別,它的特殊性在于焊接金屬具有更高質(zhì)量的要求,因?yàn)樵诤附咏饘贂r(shí)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。