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超声波金属焊接缺点分析

2021-07-28 15:06
超声波金属焊接是一种特种连接技术,自1950年美国人发明该技术以来,已在工业上得到了广泛的应用。超声波金属焊接原理是利用超声波频率(超过16kHz)的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。在对金属进行超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件施以高温热源,只是在静压力作用之下,将弹性振动能量转变为工件界面间的摩擦功、形变能及有限的温升,使得焊接区域的金属原子被瞬间激活,两相界面处的分子相互渗透,最终实现金属焊件的固态连接。
 

超声波金属焊接的不足


①把超声波应用于金属材料焊接中,虽然可以得到很好的焊接效果,但是超声波发生器和声学系统与机械系统相结合的整个系统,其稳定性、可操作性、可靠性等方面还存在问题。所以声学系统(换能器、变幅杆、连接部分)的设计,以及声学系统与试件的连接方式等,都是十分关键的问题。

②对金属超声波焊接机理的认识不足。超声金属焊接是否无金属熔化,仅仅是一种固相焊接方法,或者说是金属间的“键和”过程,还有待进一步研究。

③超声波金属焊接影响工艺参数因素较多,不易进行总结。

④由于焊接所需的功率随工件厚度及硬度的提高而呈指数增加,而大功率超声波焊机的制造困难,且成本很高。随着焊接功率的进一步提高,不仅在声学系统的设计及制造方面将会面临一系列较难解决的问题,而且未必能取得预期的工艺效果。因此目前仅限于焊接丝、箔、片等细薄件。

⑤超声波焊机的“开敞性”比较差,工件的伸入尺寸也不能超过焊接系统所允许的范围。接头形式目前只限于搭接接头。

⑥焊点表面容易出高频机械振动而引起边缘的疲劳破坏,对焊接硬而脆的材料不利。

⑦目前来讲,对超声波金属焊接的焊接质量的检测还是比较难做的,无损检测设备还没有普及,常用方法无法用来监控,这也给大批量生产造成一定困难。