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技术知识 超声波的应用


技术知识 超声波的应用

文章插图
超声波的应用(技术知识)
金属超声波焊接的起源
超声波金属焊接英文注:超声波金属焊接，超声波金属焊接是20世纪30年代偶然发现的 。当时在进行电流点焊电极加超声波振动试验时，发现没有电流也可以进行焊接，于是发展了超声波金属冷焊技术 。超声波焊接虽然发现较早，但其机理至今还不是很清楚 。类似于摩擦焊，但不同的是超声波焊接时间很短，温度低于再结晶 。也不同于压焊，因为增加的静压力比压焊小很多 。一般认为，在超声波焊接过程的初始阶段，金属表面的氧化物作切向振动，是反复微焊破坏粗糙表面突出部分的过程，增加了接触面积，同时提高了焊接区的温度，使焊件界面产生塑性变形 。这样，在接触压力的作用下，当它们接近原子重力可以作用的距离时，就形成了焊点 。如果焊接时间信息资源网络过长或超声波振幅过大，焊接强度会降低甚至破坏 。
金属超声波焊接原理
金属的超声波焊接是利用每秒数万次的高频振动波传递到两个待焊接的金属工件表面，然后施加一定的压力，使金属表面相互摩擦，形成分子层之间的熔合，从而达到焊接的目的 。其优点是高速、节能、熔凝强度高、导电性好、无火花、接近冷加工 。缺点是要焊接的金属部分不能太厚(一般小于等于5mm)，焊点不能太大，需要压力 。
汽车线束超声波焊接机的工具头主要由焊头、砧座连接块、砧座顶块和聚合模块四部分组成 。焊接时，金属丝垂直排列紧密并附着在砧座连接块上 。脚踏开关打开后，聚合模块向砧顶块移动，同时砧连接块和砧顶块一起向下移动，将汽车线束紧急压在焊接区域，焊头产生振动，将能量传递给铜线，使汽车线束焊接在一起 。焊接过程中，除了焊头的震动，其他工具头都不了解 。焊接完成后，聚合模块后退，砧顶块后退，同时砧连接块上升，即可取出线束 。由于在其它工具头固定时，焊头会振动，为了防止各工具头与焊头之间的焊接损坏焊机，焊头的上表面与聚合模块的底板、砧顶块的侧面和砧连接块的侧面之间留有0.025毫米的间隙，使焊头不能与其它工具头接触 。这些缝隙之间不能留有碎铜等杂物，否则焊接时会烧坏工具头的工作面，严重时会损坏电路板 。因为超声波振动是由焊头产生的，它的能量从焊头传递到砧顶块，越靠近焊头，能量越大，能量是从上到下传递的 。因此，在放丝时，粗丝应放在下端，靠近焊头表面，细丝应依次垂直向上排列，使粗丝获得较大的能量，从而防止过焊或欠焊 。垂直布置可以防止侧焊，保证焊接质量 。
【技术知识 超声波的应用】
超声波焊接汽车线束，需要设置相关参数，如导线截面积、导线排列、压力、焊接距离、振幅、宽度、压力、能量等 。焊接过程中，导线应垂直搭接，大截面线应靠近下方的焊接工具头，使焊接充分；导体应靠近砧面放置，相互靠近，以便焊后有足够的牢固性；导线搭接长度一般设置为13-15mm 。如果搭接长度过短，焊接强度不容易保证 。如果搭接长度过长，焊接端容易翘起，给下道工序带来不便 。焊接接头表面不允许有氧化、断丝、缺陷和绝缘层熔化 。焊接与非焊接之间的过渡部分A应为弧形，在区域b可以看到非焊接导体的末端 。

金属超声波焊接的特点和优缺点
优势:
1.超声波金属焊接压力低，能耗低，可焊接异种金属材料 。基于这些特点，综合利用超声波金属焊接技术和数控铣削技术，可以快速成形金属零件 。在成型过程中，嵌入功能器件，制成智能金属基复合材料 。
2.金属超声波焊机可以进行点焊和连续焊接 。焊接速度快 。就适用范围而言 。即使材料的物理性能差异很大，也能很好的焊接 。它还可以用来焊接金属箔、细丝、微小器件以及不同厚度的多层金属板，这是其他方法无法实现的 。
3.超声波金属焊接强度高，稳定性好 。具有高疲劳强度特点 。
4.焊接过程中不需要水冷和气体保护，焊接件变形很小 。焊接后，工件不需要进行退火等热处理 。金属本身的超声波焊接过程包括焊件表面氧化层的破碎和清洗 。焊接表面干净美观，不需要像其他焊接方式一样进行焊后清理 。
5.金属的超声波焊接不需要焊条 。焊接区域没有通电 。不要直接加热要焊接的金属 。与焊条电弧焊和气焊相比，苏州超声波塑料焊接机在焊接相同的工件金属时消耗的能量要少得多 。


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