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超聲波金屬焊接缺點分析

2021-07-28 15:06
超聲波金屬焊接是一種特種連接技術，自1950年美國人發(fā)明該技術以來，已在工業(yè)上得到了廣泛的應用。超聲波金屬焊接原理是利用超聲波頻率（超過16kHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法。在對金屬進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力作用之下，將彈性振動能量轉變?yōu)楣ぜ缑骈g的摩擦功、形變能及有限的溫升，使得焊接區(qū)域的金屬原子被瞬間激活，兩相界面處的分子相互滲透，最終實現(xiàn)金屬焊件的固態(tài)連接。
 

超聲波金屬焊接的不足


①把超聲波應用于金屬材料焊接中，雖然可以得到很好的焊接效果，但是超聲波發(fā)生器和聲學系統(tǒng)與機械系統(tǒng)相結合的整個系統(tǒng)，其穩(wěn)定性、可操作性、可靠性等方面還存在問題。所以聲學系統(tǒng)（換能器、變幅桿、連接部分）的設計，以及聲學系統(tǒng)與試件的連接方式等，都是十分關鍵的問題。

②對金屬超聲波焊接機理的認識不足。超聲金屬焊接是否無金屬熔化，僅僅是一種固相焊接方法，或者說是金屬間的“鍵和”過程，還有待進一步研究。

③超聲波金屬焊接影響工藝參數(shù)因素較多，不易進行總結。

④由于焊接所需的功率隨工件厚度及硬度的提高而呈指數(shù)增加，而大功率超聲波焊機的制造困難，且成本很高。隨著焊接功率的進一步提高，不僅在聲學系統(tǒng)的設計及制造方面將會面臨一系列較難解決的問題，而且未必能取得預期的工藝效果。因此目前僅限于焊接絲、箔、片等細薄件。

⑤超聲波焊機的“開敞性”比較差，工件的伸入尺寸也不能超過焊接系統(tǒng)所允許的范圍。接頭形式目前只限于搭接接頭。

⑥焊點表面容易出高頻機械振動而引起邊緣的疲勞破壞，對焊接硬而脆的材料不利。

⑦目前來講，對超聲波金屬焊接的焊接質量的檢測還是比較難做的，無損檢測設備還沒有普及，常用方法無法用來監(jiān)控，這也給大批量生產造成一定困難。