超聲波金屬焊接機(jī)的由來

超聲波金屬焊接機(jī)由來

超聲波金屬焊接機(jī)英文注釋：Ultrasonic metal welding machine，超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時在作電流點焊電極加超聲振動試驗時，發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上，因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術(shù)。超聲波焊接雖然發(fā)現(xiàn)較早，但是到目前為止，其作用機(jī)理還不是很清楚。它類似于摩擦焊，但有區(qū)別，超聲焊接時間很短，溫度低于再結(jié)晶；它與壓力焊也不相同，因為所加的靜壓力比壓力焊小的多。一般認(rèn)為在超聲波焊接過程中的初始階段，切向振動除去金屬表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大，同時使焊區(qū)溫度升高，在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下，相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時，即形成焊點。焊接時間過長，或超聲波振幅過大會使焊接強(qiáng)度下降，甚至破壞。較大的、復(fù)雜的、奇形怪狀的或小批量零件通常采用澆注型軟質(zhì)聚氨酯裝夾。

超聲波金屬焊接機(jī)原理

超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數(shù)萬次的高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬工件表面，再施以一定的壓力，使金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，達(dá)到焊接的目的。

臺州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機(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、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。

?不同焊接方法焊接異種金屬時的特點

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，仍應(yīng)考慮異種金屬焊接時的特點。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。

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。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。

為了減小熔深，可以采取間接電弧、擺動焊絲、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)下的停留時間。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運動，隨后機(jī)械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。

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的問題，因為金屬種類繁多，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壓焊具有一定的優(yōu)越性，只要接頭形式允許，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，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會被擠壓而排出（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)壓焊方法對接頭形式是有一定要求的，例如點焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭；摩擦焊時至少有一個工件必須具有旋轉(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，即對異種金屬接頭中低熔點母材一側(cè)為熔焊，對高熔點母材—側(cè)為釬焊。而且通常是以低熔點母材相同的金屬為釬料。因此，釬料與低熔點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，但要求釬料對母材能良好潤濕。超聲波的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，可用于測距、檢測、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。

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的共晶體，該低熔點共晶體在此溫度下呈液態(tài)，實質(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的共晶體。5）塑料焊接設(shè)備加裝在機(jī)械加工生產(chǎn)線上，易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化程度，方便管理，節(jié)約人力物力，大大提高生產(chǎn)效率。異種金屬擴(kuò)散焊時加入中間層材料，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共晶體，此時形成的薄層液體，經(jīng)一定時間的保溫過程，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，他們的共同特點就是接頭中不存在鑄造組織。

塑料焊接機(jī)器特點:

1.操作簡單易學(xué)，應(yīng)用范圍廣。

2.針對工件的內(nèi)部、不規(guī)則形狀的工件，焊接出密封強(qiáng)度高且精致工件，無耗材(如膠水、溶劑、粘合劑等) 。

3.焊接后可達(dá)到水密、氣密和牢固度的要求。

4.采用人機(jī)界面配合PLC電腦控制系統(tǒng)，機(jī)器動作無誤，操作方便安全。

5.速度快省人工，生產(chǎn)，可根據(jù)產(chǎn)品大小設(shè)計模具，一次性焊接多個產(chǎn)品。

6.數(shù)字式的PID溫度控制，熔接溫度更加穩(wěn)定。

7.油壓系統(tǒng)控制，相比氣壓控制，焊接更加牢固。

超聲波常見的問題

5，焊接原理上理解誤區(qū)

相當(dāng)一部分從事多年超聲焊接方面的人員，對超聲能量傳遞有一種誤解，認(rèn)為音波在接觸面進(jìn)行焊接，其實是一種誤解，真正的焊接原理是，換能器把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過工件物質(zhì)分子進(jìn)行傳導(dǎo)，聲波在固體中傳導(dǎo)聲阻遠(yuǎn)小于在空氣中的聲阻，當(dāng)聲波通過工件接縫時，縫隙中的聲阻大，產(chǎn)生的熱能相當(dāng)大，溫度首先達(dá)到工件的熔點，再加上一定的壓力，使接縫熔接，而工件的其他部分由于聲阻小，溫度低不會熔接。通常定位設(shè)計為直口形、凸凹形、雙V型槽形、加強(qiáng)肋形或直口內(nèi)的定位銷結(jié)構(gòu)。其原理同歐姆定律類似。

6，焊接結(jié)構(gòu)的誤區(qū)

超聲模具（Horn）型式多樣，工件的形狀決定模具外形，但每部分的尺寸和弧度，材質(zhì)都要嚴(yán)格計算的，有人錯誤認(rèn)為只不過是一個金屬塊而已。設(shè)計是否合理直接影響著模具的效率，壽命，產(chǎn)品的合格率，嚴(yán)重時直接燒壞發(fā)生器。模具的材料一般使用鎂鋁7075，而有些人為降低成本，使用劣質(zhì)材料。7．先普遍后特殊因裝配配件質(zhì)量或制造工藝方面而引起的故障，超聲波維修一般占常見故障的50%左右。正規(guī)模具生產(chǎn)商進(jìn)料都有一套嚴(yán)格地檢驗程序，加工尺寸都是經(jīng)過計算機(jī)軟件模擬和校驗后加工出來的。品質(zhì)才有保證。這些工序一般作坊是無法做到的，不經(jīng)過合理設(shè)計，做出的模具，在焊接小工件時，反應(yīng)問題還不明顯，當(dāng)大功率時就會出現(xiàn)各種弊端。嚴(yán)重時直接損壞元器件。