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超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz ）的機(jī)械振動(dòng)能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫?zé)嵩?，只是在靜壓力之下，將框框振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的一種固態(tài)焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機(jī)能對(duì)銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接．可廣泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

?不同焊接方法焊接異種金屬時(shí)的特點(diǎn)

大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接，但在選擇焊接方法及制定工藝措施時(shí)，仍應(yīng)考慮異種金屬焊接時(shí)的特點(diǎn)。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求，熔焊、壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應(yīng)用，但也都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

1.熔焊

異種金屬焊接中應(yīng)用較多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。為了減少稀釋，降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量，通?？蛇x用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。

為了減小熔深，可以采取間接電弧、擺動(dòng)焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。但無論如何，只要是熔焊，總有部分母材熔入焊縫而引起稀釋，另外，還會(huì)形成諸如金屬間化合物、共晶體等。為了減輕這類不利影響，必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時(shí)間。

然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進(jìn)和完善，卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時(shí)的問題，因?yàn)榻饘俜N類繁多，性能要求又多種多樣，接頭形式又各不相同，許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來解決特定的異種金屬接頭的焊接問題。

2.壓焊

大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱，而以施加一定的壓力為基本特征。與熔焊相比，在焊接異種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越性，只要接頭形式允許，棗莊振動(dòng)焊接機(jī)，焊接質(zhì)量又能滿足要求，采用壓焊往往是比較合理的選擇。

壓焊時(shí)，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，振動(dòng)焊接機(jī)修，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會(huì)被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬（如點(diǎn)焊）。

壓焊由于不加熱或加熱溫度低，可以減輕或避免熱循環(huán)對(duì)母材金屬性能的不利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬間化合物從接頭中擠壓出去。此外，壓焊時(shí)也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性能變化問題。

不過，大多數(shù)壓焊方法對(duì)接頭形式是有一定要求的，例如點(diǎn)焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭；摩擦焊時(shí)至少有一個(gè)工件必須具有旋轉(zhuǎn)體的截面。壓焊設(shè)備目前也還不普及。這些無疑地都限制了壓焊的應(yīng)用范圍。

3.其他

除熔焊和壓焊外，還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。

有一種方法稱作熔焊——釬焊，即對(duì)異種金屬接頭中低熔點(diǎn)母材一側(cè)為熔焊，對(duì)高熔點(diǎn)母材—側(cè)為釬焊。而且通常是以低熔點(diǎn)母材相同的金屬為釬料。因此，釬料與低熔點(diǎn)母材之間就是同種金屬的熔焊過程，不存在特殊困難。釬料與高熔點(diǎn)母材之間則是釬焊過程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以避免許多焊接性方面的問題，但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。

另一種方法稱作共晶釬焊或共晶擴(kuò)散釬焊。這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度，使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點(diǎn)的共晶體，該低熔點(diǎn)共晶體在此溫度下呈液態(tài)，實(shí)質(zhì)上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。

當(dāng)然，這要求兩種金屬之間能夠形成低熔點(diǎn)的共晶體。異種金屬擴(kuò)散焊時(shí)加入中間層材料，在很低壓力下加熱使中間層材料熔化，或與被焊金屬接觸形成低熔點(diǎn)共晶體，此時(shí)形成的薄層液體，經(jīng)一定時(shí)間的保溫過程，使中間層材料全部擴(kuò)散到母材中并均勻化，就能形成沒有中間材料的異種金屬接頭。

這類方法在焊接過程中都會(huì)出現(xiàn)少量液態(tài)金屬。因而又被稱作液相過渡焊，他們的共同特點(diǎn)就是接頭中不存在鑄造組織。

汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經(jīng)受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料， 具有加工容易、快速的優(yōu)點(diǎn)。在車用塑料中，居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚21％、聚氨酯19．6％、聚12．2％、熱固性復(fù)合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。    塑料的連接是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。塑料可以通過機(jī)械緊固、粘接或焊接進(jìn)行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，不能形成密封接頭或獲得適當(dāng)?shù)男阅堋Ｕ辰幽塬@得優(yōu)良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進(jìn)行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產(chǎn)。而熱風(fēng)塑料焊接經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快捷、可靠，能形成靜態(tài)強(qiáng)度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產(chǎn)，在汽車工業(yè)獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。塑料焊接技術(shù)水平已經(jīng)成為了衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平及新材料開發(fā)水平的標(biāo)志之一。 汽車工業(yè)各種塑料焊接方法

      塑料的焊接局限于熱塑性塑料的焊接 ，因?yàn)橹挥袩崴苄运芰显诩訜釙r(shí)可以熔化或軟化，而熱固性塑料加熱時(shí)不能軟化和重熔。熱風(fēng)焊接類似于金屬的氧氣焊，只不過后者用明火前者用熱氣流加熱。熱氣焊過程中，來自焊（推薦使用LEISTER焊）中的熱氣流(典型的溫度為20-700°C， 連續(xù)調(diào)節(jié)，振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，流速達(dá)230L／ min)同時(shí)對(duì)焊條和焊件加熱，當(dāng)材料表面軟化達(dá)到黏稠狀態(tài)時(shí)，焊條連續(xù)壓進(jìn)到焊縫中。 焊條材料完全與母材成份相同，通常是圓形的(直徑約5mm) ，焊接厚板時(shí)采用多焊道焊接。圓形焊條的一個(gè)缺點(diǎn)是在多焊道過程中空氣泡容易截留在焊縫中，造成強(qiáng)度降低，這個(gè)問題可以通過采用三角形截面焊條解決。可用熱風(fēng)焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風(fēng)焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性(靈活性)強(qiáng)，可用簡(jiǎn)單的便攜式設(shè)備加工大型、復(fù)雜的零部件。

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