?超聲波金屬焊接機(jī)是20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,其作用機(jī)理還不是很清楚。
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1、金屬焊接原理
超聲波金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬表面,在加壓的情況下,使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,其優(yōu)點在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無火花、接近冷態(tài)加工;缺點是所焊接金屬件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊點位不能太大、需要加壓。
簡而言之金屬焊接機(jī)就是利用高頻振動產(chǎn)生的能量,將同種或異種金屬,在適當(dāng)壓力下通過冷磨及水平運(yùn)動把金屬表面分子相互滲合,達(dá)到焊接的目的。金屬滾焊和金屬封切均運(yùn)用此焊接原理。
2、金屬點焊原理
超聲波金屬點焊是焊件在接頭處接觸面的個別點上被焊接起來。點焊要求金屬要有較好的塑性。焊接時,先把焊件表面清理干凈,再把被焊的板料搭接裝配好,壓在兩柱狀銅電極之間,施加力壓緊。
當(dāng)通過足夠大的電流時,在板的接觸處產(chǎn)生大量的電阻熱,將中心最熱區(qū)域的金屬加熱至高塑性或熔化狀態(tài),形成一個透鏡形的液態(tài)熔池。再繼續(xù)保持壓力,斷開電流,金屬冷卻后,形成了一個焊點。
3、線束焊接原理
超聲波線束焊接是利用超聲波摩擦原理來實現(xiàn)不同介質(zhì)的表面焊接,是一種物理變化過程。
首先金屬絲的首端必須經(jīng)過處理形成球形(本機(jī)采用負(fù)電子高壓成球),并且對焊接的金屬表面先進(jìn)行預(yù)熱處理;接著金絲球在時間和壓力的共同作用下,在金屬焊接表面產(chǎn)生朔性變形,使兩種介質(zhì)達(dá)到可靠的接觸,并通過超聲波摩擦振動,兩種金屬原子之間在原子親和力的作用下形成金屬鍵,實現(xiàn)了金絲引線的焊接。
金絲球焊在電性能和環(huán)境應(yīng)用上優(yōu)于硅鋁絲的焊接,但由于用貴金屬的焊件必須加溫,應(yīng)用范圍相對比較窄。