超声焊接的流程和原理


    超声焊接的原理

  超声波焊接是一种固相焊接方法,焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的加持作用下实现的。焊件在静压力及弹性振动能量的共同作用下,将弹性振动能量转变成工件间的摩擦能、形变能和热能,致使两工件表面形成纯净金属贴合、原子扩散,从而达到摩擦焊接。

  目前对于较厚板材(0.8–3.0 mm)大功率超声焊接的研究主要集中在 AlMg 合金结构件方面。在锂电池极片封装等行业大功率超声焊接 CuAl 是当前重要的研究方向之一。

  超声焊机系统通常由 5部分构成:

  1)超声电源(Power supply)。工频单相或三相交流电通过超声电源转换为高频(15–75 kHz)交流电,为压电换能器(PZT)提供电能;

  2)压电换能器。电源输出的高频交流信号通过压电换能器转换为同频的振动信号;

  3)变幅杆(Booster)。使换能器输出的高频振动信号幅值放大;

  4)工具头(Horn/Sonotrode)。进一步放大振动幅值,并把能量传递到焊接区域;

  5)气动加压部分,为焊接过程提供压力。

   将工件放置于底座上,工具头在压力作用下压紧工件,在压力和高频切向振动作用下,界面氧化物被破摔排除形成纯净金属之间的接触;同时由于摩擦及超声软化作用,使得形成接触的金属发生塑性变形及流动,形成局部连接区域;随着输入能量的增加,界面区域金属塑性流动性进一步增强,局部连接区域不断扩展融合,从而形成超声焊接接头。

 


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