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金属用超声波焊接是怎么焊接的呢?

超声波金属焊接基础知识

1、 原理 超声波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。 


2、焊接优点:

1)、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。 

2)、焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。 

3)、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。 

4)、焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。 

5)、焊接无火花,环保安全。 


3、超声波金属焊接适用产品: 

1)、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。

2)、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。

3)、电线互熔,偏结成一条与多条互熔。 

4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。 

5)、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。 

6)、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点,异种金属片的互熔。 

7)、金属管的封尾、切断可水、气密。 


4、 振幅参数 振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10—20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定。

 

5、 频率参数 任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率,例如20KHz、40 KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(Horn)的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围,如一般设定为±0.5 KHz,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰。 


6、 节点 焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅最大,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力最大。节点位置一般设计为固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑。


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