超声波金属焊接机_范文大全

超声波金属焊接机

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【优秀范文】超声波金属焊接机

范文一:超声波金属焊接机全解 投稿:万眛眜

超声波金属焊接机全解

一、超声波金属焊接机分类

超声波金属焊接机按频率可分为:高频(50K赫兹以上)金属焊接机、中频(30-40K赫兹)金属焊接机、低频(20K赫兹)金属焊接机;按使用可分为:超声波金属点焊机、超声波金属滚焊机、超声波金属封切机、超声波金属线束焊接机,简称点焊、滚焊、封切、线束;按振动模式可分为:纵向振动、径向振动、弯曲振动、扭转振动,各种振动模式在各种使用都有应用,所以以振动模式来区分是不太恰当。

超声波金焊机类型有:标准型金属焊接机、标准型金属点焊机、非标金属焊接机、超声波金属滚焊机、超声波线束焊接机、超声波金属封尾焊接机、超声波金属端子焊接机、超声波铜铝铂焊接机、电池专用金属焊接机、超声波铜管封切机、太阳能热水器焊接机、太阳能金属滚焊机、超声波铝带铝箔铝片焊接机、太阳能铜管拔孔机、空调数控铜管冲孔翻边机、超声波镍片镍带焊接机、手提式金属点焊机、超声波汽车接线端子焊接机、超声波镍带铝带焊接机、镍氢电池金属焊接机等。

二、超声波金属焊接机原理

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面,在加压的情况下,使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。简而言之金属焊接机就是利用高频振动产生的能量,将同种或异种金属,在适当压力下通过冷磨及水平运动把金属表面分子相互渗合,达到焊接的目的。金属滚焊和金属封切均运用此焊接原理。

三、超声波金属焊接机特点

1、焊接方面:两被焊接物体重叠,经超声振动加压接合成固态形式,接合时间短且接合部分不产生铸造组织(粗糙面)缺陷。

2、模具方面:超声焊与电阻焊方法比较,模具寿命长,模具整修与替换时间少,而且易于实现自动化。

3、能耗方面:同种金属不同种金属之间均可以进行超声焊接,与电气焊相比耗费能量少得多。

4、压焊对比:超声焊与其他压焊相比,要求压力较小,且变型量在10%以下,而冷压焊其工件变形量达40%-90%。

5、焊接处理:超声焊接不像其他焊接那样要求进行被焊表面的预处理及焊后的后处理。

6、焊接优势:处理超声焊接无需助焊剂、金属填料、外部加热等外部因素。

7、焊接效果:超声焊接可以使材料的温度效应降到最低(焊区的温度不超过被焊金属绝对熔化温度的50%),从而不使金属结构变化,因此很适合电子领域中的焊接应用。

四、超声波金属焊接机优点

1、高可靠性:通过时间、能量、功率和高限监测,保证优秀的过程控制;

2、节约成本:避免了消耗品如焊料、焊剂、折弯和黄铜材料,使超声波焊接成为有最佳经济效益的过程;

3、能耗低:超声焊接所需能量不到电阻焊的;

4、工具寿命:超声工具是用高质量工具钢精加工得到,具有优异的抗磨损性能,易安装、焊接精度高;

5、高效率与自动化:典型的焊接速度不超过0.5秒,尺寸小,保养工作量少,适应性强,使超声波设备成为自动化装配线的首选;

6、低工作温度:由于超声焊接不产生大量的热,所以它不会使金属工件退火、不会使塑料壳熔化,也不需要冷却水;

7、除绝缘皮:在大多数情况下,超声焊接的高频摩擦使人们无需剥去漆包线的绝缘皮或对工件表面进行预先清理;

8、异种金属焊接:对于不同类或同类金属(如铜+铜或铝+铜)

有极好的焊接渗透混合效果;

9、设备特点:它通过对时间、能量、限位、频率等进行检测、保证焊接精度,垂直(非扇形)加压系统,焊后平面高度均匀、调节简单。

五、超声波金属焊接机应用

超声波金属焊接机适合多股绞合线与排线的焊接、转子与整流器的焊接、稀有金属电接头的焊接、大尺寸导线与端子的焊接、 铜接线端与铍铜合金的焊接、电磁线终端焊接、电刷编织铜线与主电力电缆的焊接、多金属线末端焊接、多股绞合线与端子的焊接、触点组件的焊接、多股绞合铜线与铍铜端子的焊接、发动机引出线末端焊接、 电线终端与成型端子的焊接 厚铜片与铝板的焊接、 编织线终端与发动机电刷的焊接、通过焊接实现电池间连接、 镀镍引线与温阻器铂引线的焊接、小型金属片与金属网、金属箔片的焊接、实心铜导体与黄铜端子的焊接、铜编织线与黄铜端子的焊接、电刷架组件的焊接、实心铜线与稀有金属合金线的焊接等,一般用于铜、铝、锡、镍、金、银、钼、不銹钢等有色金属材料薄板、细棒、丝、片、带等材料实施瞬间焊接,总厚度可达2-4mm;广泛应用在汽车内饰件、电子、电器、电机、制冷设备、五金制品、电池、太阳能、交通器材等行业。

参考网站

范文二:超声波金属焊接 投稿:白廒廓

超声波金属焊接基础知识介绍

一、超声波金属焊接基础知识

1、 原理

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面,在加压的情况下,使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。

2、焊接优点:

1)、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。

2)、焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。

3)、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。

4)、焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。

5)、焊接无火花,环保安全。

3、超声波金属焊接适用产品:

1)、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。.

2)、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。.

3)、电线互熔,偏结成一条与多条互熔。

4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。

5)、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。

6)、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点,异种金属片的互熔。

7)、金属管的封尾、切断可水、气密。

4、 振幅参数

振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10—20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定。

5、 频率参数

任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率,例如20KHz、40 KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(Horn)的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一

个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围,如一般设定为±0.5 KHz,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰。

6、 节点

焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅最大,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力最大。节点位置一般设计为固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑。

7、 网纹

超声波金属焊接通常会在焊接位表面,底座表面设计网纹,网纹设计的目地在于防止金属件的滑动,尽可能将能量传递到熔接位。网纹设计一般有方形、菱形、条形网纹。黄金手饰等金属包覆焊头与底座根椐要求不能设计纹路,网纹的大小与深浅根据具体的焊接材料要求来确定。

8、 加工精度

超声波焊头因为工作于高频振动情况下,应尽量保持一个对称设计,以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动(我们所用于焊接的焊头利用的是超声波振动的纵向传递,对于整个谐振系统而言),不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的,对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高,我们所有的加工设备均采用数控设备(如加工中心等),这样才能保证加工出来的精度符合要求。

9、 使用寿命

一只焊头的使用寿命关键决定于两个方面:一、材料,二、工艺

材料方面:超声波焊接要求金属材料有柔顺性好(声波传递过程中机械损耗小)好的特点,所以最常用的材料为铝合金及钛合金,但超声波金属焊接要求焊头耐磨损(要求较高的硬度),使材料的选择变得比较困难,因为硬度和韧性似乎是天生对立的,这就要求我们选择非常高要求的材料,我们选择的优质钢村料能够比较好地解决这个矛盾,使焊头的有效寿命尽量地提高。

工艺方面:包括有加工工艺及后续处理工艺,加工工艺在前面已详细描述过,后续处理包括热处理及参数的修整,基于我公司选择的材料,我们有独创的热处理工艺去保证;在每一个焊头制作完成后,单独都要进行参数的测定及调整,以保证出品。

10、 金属相熔性

上图互熔性谨供参考,具体应以实验为准

二、故障分析

1、发热

焊头在工作时会有一定的发热现象,这是由于材料本身的机械损耗及焊件发热传导所致。焊头发热是否正常判断标准为不带负载(即不接触工件)时,连续发射超声波半小时以上,温度不能够超过50-70℃,如发热历害,证明焊头已损坏或材料不合格,需要更换。

2.啸叫

当焊头工作时出现啸叫时,应分析以下原因:

① 安装螺丝是否已松动

② 焊头是否产生裂纹

③ 焊头是否和不应接触的物件相接触。

2、 过载

当发生器发出过载警报时,应按如下步骤进行检查:

① 空载测试,如工作电流正常,则可能是焊头接触到不应接触的物件或焊头与焊座之间的参数调节出现故障。

② 空载测试不正常时,应首先观察焊头是否有裂纹,安装是否牢固,然后拆下焊头再进行空载测试,排除是否是换能器+变幅杆出现问题,一步步进行排除。排除掉换能器+变幅杆出现故障的可能性后,将新的焊头拆换以判断。

③ 有时会出现空载测试正常,而不能正常工作的情况,有可能是焊头等声能原件内部发生变化,导致声能传递不畅,这里有一个比较简单的判断方法:手触摸法。正常工作的焊头或变幅杆表面

工作时振幅是非常均匀的,手摸上去是丝绒般的顺滑,当声能传递不畅时,用手摸上去会有气泡或毛刺的感觉,这时就要采用排除法去排除有问题的部件。发生器不正常时,也能产生同样的情况,因为正常来说检测换能器输入波形时应为顺滑的正弦波,当正弦波上有尖峰或不正常波形时也能产生这种现象,这时可以用另外一整枝声能元件替换以判别。

范文三:超声波金属焊接技术中 投稿:邱侏侐

超声波金属焊接技术中,焊头很重要!

如果你问一个做超声波金属焊的厂家它的整体焊头(因有的是钛合金焊头加钢焊嘴)是否能用钛合金做,如回答是,这个厂家就连最基本的金属焊特性都不知道!但我们国内就有这样蒙人的,特别是在焊铝材料时。钛合金退火态硬度是30多度(洛氏硬度),热处理后硬度为50度左右,能用来焊金属吗?答案是肯定不行,非常快就磨损了。我们焊铜材时,焊头与铜材接触面瞬间温升能达到600-700℃(磨擦生热),这就要求焊头或焊嘴的材料选择要有好的红硬性,硬度要做到60多度(洛氏硬度)。我们再来看看国内其它厂家通常用来做钢焊头的材料:Cr12MoV(日本牌号SKD11,美国牌号D2),其能做到硬度最高为65度,但其在500℃时硬度是直线下降的,所以也不能用它来做金属焊焊头。

我们所用材料和AMTECH、STAPLA等国际品牌所用材料为一个系列材料,能保证相同的使用寿命。基于技术保密的情况,我们只能告知为合金钢。

焊头的另一个参数是频率参数。频率参数最主要和材料有关,其它相关的是硬度、温度、形状、设计方式等。国外和我们对焊头频率制做精度要求都很高,因为金属焊要保证工作时的有效带宽,同时考虑环境温度及工作温度的影响,焊头频率和设计频率的偏差以20KHZ为例为50HZ以内。

作为对一个公司技术水平的考量,我们可以问它几个问题:①温升对焊头频率影响有多少?答案是:以20KHZ为例:温升10℃,谐振频率约降50HZ;②焊头频率是带螺丝频率还是不带螺丝频率?答案是:不同公司标准不同,都有。如BRANSON的AMTECH焊头是不带螺丝正20KHZ,带钢螺丝频率为19.80KHZ;③钢螺丝和钛螺丝有何不同?答案是钛螺丝频率高100HZ左右。

当然,金属焊中还有很多的细节技术,如换能器固定方式、传动方式、焊头纹路及加工方式等等也都是较高要求的。以上所说的是核心的三大技术。

范文四:超声波金属焊接机的七大优势 投稿:郝熠熡

超声波金属焊接机的七大优势

广泛被运用在汽车、制冷、太阳能、电池、电子等领域,超声波金属焊接适用产品有:

 动力电池多层正、负极焊接,镍氢电池镍网与镍片焊接。

 锂电池、聚合物电池铜箔与镍片焊接,铝箔与铝片焊接,铝片与镍片焊接。  汽车线束,电线头成型,电线互焊,多条电线互焊成线结,铜、铝线转换

 电线、电缆与名种电子元件、接点、连接器、端子焊接

 太阳能电池、平板太阳能吸热板、铝塑复合管滚焊,铜、铝板拼接。

 电磁开关、无熔丝开关等大电流接点、触点、异种金属片的焊接。

 冰箱、空调等行业铜管封尾,真空器件铜、铝管封切可水、气密。

超声波金属焊接技术的应用,对人们的生活品质带来重大提升,在超声波金属焊接设备专业制造台湾悍虎将该技术引进太阳能领域,引领着行业装备制造技术的全面提升。

激光焊接和超声波焊接。激光焊接是利用高能激光将所焊金属熔化而产生连接。在太阳能吸热板焊接中采用间隔3-5mm一个焊点的形式焊接。其优点是:在所焊工件上不需要加压,整体变形小,吸热层表面破坏小。但缺点是:金属片和铜管之间绝对导热面积小,影响热传导效率;对铜管平直度要求高,不易对准焊接位;焊点强度较差,冷热交替频繁或受外力时,焊点易断裂。为了进一步提高太阳能吸热板的热性能以及安全性、精细化,台湾悍虎以汽车、造船行业为参照母本,将超声波金属技术应用在太阳能产品上,大大提高了集热器的焊接牢固性和精准度。在热传导效率方面,即使超声波焊接会在吸热板上产生焊痕,超声波焊接机的产品要比激光焊热传导效率高3%左右(即同等工况下,水温高3%左右)

超声波金属焊接的具有以下几大优势:

1、可靠性

2、模具寿命长

3、节约成本

4、低温、低能耗

5、高效与自然化

6、异种金属焊接

7、焊接处理便捷

范文五:超声波金属焊接机技术原理 投稿:马惬惭

超声波金属焊接机

(Ultrasonic metal welding machine)

高科技金属焊接技术

1

超声波金属焊接原理

Principles of ultrasonic metal welding

超声波金属焊接是利用额每秒钟数万次的高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面,再

施以一定的压力,使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,达到焊接的目的。

1、 焊接工具头 2、 上焊接件 3、 下焊接件 4、 焊接铁砧 5、 焊接区域

2

现代焊接技术分类 Modern Welding Technology,

3

超声波金属焊接机机械过程

Mechanical process of ultrasonic metal welding machine

4

超声波金属焊接设备 Ultrasonic metal welding equipment

焊接机振荡系统图

1、焊接工具头 2、高强度螺栓 3、能量转换盒 4、能量换能器 5、变幅器

6、能量放大器(变幅器)

5

超声波金属焊接设备振荡系统

Ultrasonic metal welding equipment oscillating system

6

Ultrasonic metal welding machine

通过压电效果产生在压电陶瓷上的作用 Generated by the piezoelectric effect on the role of the piezoelectric ceramic

7

超声波能量转化器机构图

Chart of the ultrasonic energy converter

1、 换能器主体 2、 锁紧螺栓 3、 绝缘区 4、 连接片

5、 极化压电陶瓷 6、 换能器螺母 7、 连接导线

8

超声能量放大器

(Ultrasonic energy amplifier)

3种能量转化器机构图

9

焊头表面示意图

(Schematic diagram of welding head surface)

10

范文六:20K大功率超声波金属点焊机超声波汽车线束焊接机 投稿:袁桱桲

20K大功率超声波金属点焊机超声波汽车线束焊接机

20K大功率超声波金属点焊机RL087597超声波汽车线束焊接机RL087553图片

20K大功率超声波金属点焊机RL087597超声波汽车线束焊接机RL087553内容

型号:RL087597

20K 大功率超声波金属点焊机

20K大功率超声波五金制品金属点焊机设备说明

20K超声波金属点焊机是通用型设备,适用于所需能量较小的同种或不同种金属部件的焊接加工。是把高频电能通过换能器转换成机械振动能作用于工件上,在两工件表面之间产生高频

摩擦,直至两工件表面之间发热而熔接在一起,在适当压力下通过冷磨及水平运动把金属表面分子相互渗合,达到焊接的目的的新型高科技设备。是铝、镍、铜、银等细、薄材料进行单点、多点、方形、条形、单层、多层、复合焊接的理想设备,可广泛应用于可控硅芯片引线、快速熔断器熔体熔座、电器引线终端、锂离子、镍氢、镍镉电池极片极耳等的点状、条状焊接。

涉及五金、电池、电子、汽车、电机、电器等行业,具体包括:铝带与铝盖焊接、镍带与铜箔焊接(多点)、铝带与铝箔焊接(条形)、铝带与铝箔焊接(条形)、铝带与铝箔焊接(多点)、镍带与铝带、镍带与铜箔、镍带与铜箔多层、铝带与铝箔多层、铝壳与铝镍复合带焊接、镍带与铜箔多层、铝带与铝箔多层、铜管封尾、汽车线束、马达端子等焊接。

20K超声波金属片箔带点焊机焊接特点

☆ 20K超声波锂电池金属点焊机整机“时间”和“能量”两种焊接模式供选择,具自动频率控制和过载保护功能;

☆ 20K超声波线束端子点焊机操作容易,内置电子保护电路,使用安全;

☆ 20K超声波电器接插件点焊机焊前无需对焊接部位进行预先处理(适量的氧化层及绝缘物不会影响焊接效果);

☆ 20K超声波汽车金属点焊机焊头可无级调整焊头下降速度和压力,以保证工具头的最佳焊接位置和运动;

☆ 20K超声波多层金属点焊机先进的20kHz超声波控制箱,其微处理器控制模块可确保实现最好的焊接效果,并提供测试、报警、计数等功能。

20K超声波电池金属极片点焊机焊接优点

1、高可靠性:通过时间、能量、功率和高限监测,保证优秀的过程控制。

2、节约成本:避免了消耗品如焊料、焊剂、折弯和黄铜材料,使超声波焊接成为有最佳经济效益的过程。

3、能耗低:超声焊接所需能量不到电阻焊的1/3,不需预热。

4、工具寿命:超声工具是用高质量工具钢精加工得到,具有优异的抗磨损性能,易安装、焊接精度高。

5、高效率与自动化:典型的焊接速度不超过0.5秒,尺寸小,保养工作量少,适应性强,使超声波设备成为 自动化装配线的首选。

6、低工作温度:由于超声焊接不产生大量的热,所以它不会使金属工件退火、不会使塑料壳熔化,也不需 要冷却水。

7、除绝缘皮:在大多数情况下,超声焊接的高频摩擦使人们无需剥去漆包线的绝缘皮或对工件表面进行预 先清理。

型号:RL087553

超声波线束焊接机介绍

任何东西的振动都会发出声音,任何声音都是靠振动而发生的。人的耳朵只能觉察到一定范围内的声音,这个范围最高可到18000(18K)Hz。更高频率的声音我们把它称为超声波。超声波可产生高频的振动,利用这种振动,我们可以很容易对非铁金属进行焊接。超声波线束焊接机是超声波金属焊接机的衍生设备。主要应用于汽车线束、摩托车线束的焊接等铜线、铝线的焊接。所以常被叫做汽车线束焊接机。

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面,在加压的情况下,使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合,其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时,发现不通电流也能焊接上,因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早,但是到目前为止,其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊,但有区别,超声焊接时间很短,温度低于再结晶;它与压力焊也不相同,因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段,切向振动出去金属表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大,同时使焊区温度升高,在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下,相互接近到原子引力能够发生作用的距离时,即形成焊点。焊接时间过长,或超声波振幅过大会使焊接强度下降,甚至破坏。

超声波线束焊接机的特点

不需要焊剂和外加热,不因受热而变形,没有残余应力,对焊件表面的焊前处理要求不高。不但同类金属,而且异类金属之间也可以焊接。可以将薄片或细丝焊接在厚板上。超声焊接良导电体的能量比电流焊接少的多,常用于晶体管或集成电路的引线的焊接。用于药物和易爆材料的密封焊时,能避免一般焊接因有溶解物体而污染药品,不会因受热而发生爆炸等等。就是运

用超声波来对金属导线进行焊接的。它由功率箱、换能器、气动主机和工具头组成。此外,还包括集线器、导线测量装置和微处理器等控制组件。功率箱可把通常的外部电压(220V,1Φ,50或60Hz)转换成20000Hz(20KHz),1000V的电压,然后再由功率箱调节控制后输出,作用到换能器上。换能器是一种高效的电器元件,可以把电能转变成机械能。与普通电机相比,换能器的主要有两大区别:首先,换能器把电能转换为线形振动而不是转动;其次,它的工作效率非常高,能够把95%的电能进行转化。通过换能器转换后,机械能被作用到焊头上。超声波焊头由钛合金制成,并根据声学原理加工成特定的形状,从而保证了能量的最大传输。

超声波线束焊接机的优点

超声波焊接最重要的一个优点就是温度较低。温度的产生是不可避免的,它只是由摩擦所产生的,只相当于金属熔点的1/3或1/2。在焊接过程所产生的低温下,由于退火的产生和低温没有破坏导线的绝缘性,金属导线保留了原有的性能;此外,较低的温度还意味着可以把很薄的金属焊接到厚金属上,而不造成薄金属的损伤。这些在线束生产中都是十分重要的。

在电器产品中使用的大部分金属,其导热性都很好,这样用熔化的方法就很难来焊接。因为热量很快就从金属表面散发掉了,这就需要施加更多的热量补充来完成焊接。超声波焊接就没有遇到这些问题。事实上,由于没有熔化发生,超声波焊接的能量只相当于电阻焊的1/30。换句话说,用功率3KW的超声波焊机可以完成电阻焊需要90KVA才能完成的工作,因此工作中的成本也是显而易见的。

超声波焊接是一个机械的过程,没有电流流过工件,所以金属的导电率也就没有影响。金属表面一般都会附着污染物和氧化层,使用超声波焊接,无需对金属表面进行预先处理,超声波振动可以直接把附着物振碎后除去。超声波焊接的另一个重要优点是工件寿命长。超声波线束机的焊头有4个工作面,这样就减少了后期设备维护费用。

超声波线束焊接机结构特征

超声波线束焊接机由机台、超声功率发生器两个部分组成。

1、机台 机台有机箱、导柱、换能器、气动系统、PC电路、底模组成。

2、声组件声组件由换能器、焊头两个部分组成。换能器采用压电振子,其作用是将电能转换机械振动。变换器类比于电路中的变压器,起机械阻尼变换和振幅放大作用。焊头是根据焊接要求和焊件形状设计的,它还起着二级阻抗变换和振幅放大作用。从结构和形状看,焊头不算复杂,然而却需要最好的设计、最好的材料和会好的加工技术。形状复杂、尺寸较大的焊头,设计难度很大,一般都由制造厂设计。

3、气压系统气压系统由压缩空气作动力,通过电磁阀切换电路,推动气缸活塞带动焊头做上下运动。用调压阀控制气压大小,用单向节流阀控制升降速度。

4、控制电路

控制电路对焊接过程执行程序控制。面板上功能键,可根据焊接不同对象设定焊接时间,延迟时间,然后踩下脚踏开关,焊机将自动完成一次焊接过程。

5、超声功率发生器超声功率发声器向声组件提供电功率。由于在焊接过程中,声组件的谐振频率和阻抗将有较大变化,所以超声功率发声器必须有频率自动跟踪的能力,输出功率受负载自动调节的能力。NC-3000型超声波金属点焊机采用他激振荡;相位法自动频率跟踪;恒定振速控制。

超声波线束焊接机技术要求

根据IPC标准:脀求超声波焊接的线束,宽厚比介于1:1和2:1之间;线材不得出现任何变色;③在加压面可辨识股线的轮廓,但是没有松散的股线。

所以根据以上要求及汽车线束生产的多规格要求,对超声波线束焊接机就有以下技术要求:

1. 超声波振幅连续可调。由于超声波能量在线束厚度方向会存在衰减,对于越厚的线结,需要的焊头振幅就越大。超声波振幅连续可调,还可避免不同面积的电线表面变色。同一台机器,在焊接1mm²和焊接25mm²线束时,振幅参数基本要相差30%。

2. 线头夹具缝隙要求:≦0.02mm。超声波焊是高能量密度的,缝隙大就会造成卡线。

3. 质量控制软件。要求机器能对每个焊点做出质量评判:判别何种情况下为焊接不良,何种情况下为缺线等,并作出警示。这也要求超声波焊接有能量控制模式。

范文七:超声波焊接机 投稿:潘愂愃

2015-2020年中国超声波焊接机行业供需现状及发展趋势分析报告

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Report Description报告描述

本研究报告由华经视点公司领衔撰写。报告以行业为研究对象,基于行业的现状,行业运行数据,行业供需,行业竞争格局,重点企业经营分析,行业产业链进行分析,对市场的发展状况、供需状况、竞争格局、赢利水平、发展趋势等进行了分析,预测行业的发展前景和投资价值。在周密的市场调研基础上,通过最深入的数据挖掘,从多个角度去评估企业市场地位,准确挖掘企业的成长性,为企业提供新的投资机会和可借鉴的操作模式,对欲在行业从事资本运作的经济实体等单位准确了解目前行业发展动态,把握企业定位和发展方向有重要参考价值。报告还对下游行业的发展进行了探讨,是企业、投资部门、研究机构准确了解目前中国市场发展动态,把握行业发展方向,为企业经营决策提供重要参考的依据。 Report Directory报告目录

第一章 中国超声波焊接机行业发展综述

1.1 超声波焊接机行业定义及特点

1.1.1定义

1.1.2产品/业务特点

1.2 超声波焊接机行业统计标准

1.2.1统计口径

1.2.2统计方法

1.2.3数据种类

1.2.4研究范围

第二章 国际超声波焊接机行业发展经验借鉴

2.1 美国超声波焊接机行业发展经验借鉴

2.1.1发展历程分析

2.1.2运营模式分析

2.1.3发展趋势预测

2.1.4对我国的启示

2.2 英国超声波焊接机行业发展经验借鉴

2.2.1 发展历程分析

2.2.2 运营模式分析

2.2.3 发展趋势预测

2.2.4 对我国的启示

2.3 日本超声波焊接机行业发展经验借鉴

2.3.1 发展历程分析

2.3.2 运营模式分析

2.3.3 发展趋势预测

2.3.4 对我国的启示

2.4 韩国超声波焊接机行业发展经验借鉴

2.4.1 发展历程分析

2.4.2 运营模式分析

2.4.3 发展趋势预测

2.4.4 对我国的启示

第三章 中国超声波焊接机行业市场发展现状分析

3.1 超声波焊接机行业环境分析

3.1.1 经济环境分析

3.1.2 政治环境分析

3.1.3 社会环境分析

3.1.4 技术环境分析

3.2 超声波焊接机行业发展概况

3.2.1 市场规模分析

3.2.2 竞争格局分析

3.2.3 市场容量预测

3.3 超声波焊接机行业供需状况分析

3.3.1 供给状况分析

3.3.2 需求状况分析

3.3.3 供需平衡分析

3.4 超声波焊接机行业技术申请分析

3.4.1 专利申请数分析

3.4.2 专利类型分析

3.4.3 热门专利技术分析

第四章 中国超声波焊接机行业产业链上下游分析

4.1 超声波焊接机行业产业链简介

4.1.1上游行业分布

4.1.2中游行业分布

4.1.3下游行业分布

4.2 超声波焊接机产业链上游行业分析

4.2.1 产业上游发展现状

4.2.2 产业上游竞争格局

4.3 超声波焊接机产业链中游行业分析

4.3.1 行业中游经营效益

4.3.2 行业中游竞争格局

4.3.3 行业中游发展趋势

4.4 超声波焊接机产业链下游行业分析

4.4.1 行业下游需求分析

4.4.2 行业下游运营现状

4.4.3 行业下游发展前景

第五章 中国超声波焊接机行业市场竞争格局分析

5.1 超声波焊接机行业竞争格局分析

5.1.1 行业区域分布格局

5.1.2 行业企业规模格局

5.1.3 行业企业性质格局

5.2 超声波焊接机行业竞争状况分析

5.2.1 行业上游议价能力

5.2.2 行业下游议价能力

5.2.3 行业新进入者威胁

5.2.4 行业替代产品威胁

5.2.5 行业行业内部竞争

5.3 超声波焊接机行业投资兼并重组整合分析

5.3.1 投资兼并重组现状

5.3.2 投资兼并重组案例

5.3.3 投资兼并重组趋势

第六章 中国超声波焊接机行业重点省市投资机会分析

6.1 超声波焊接机行业区域投资环境分析

6.1.1 行业区域结构总体特征

6.1.2 行业区域集中度分析

6.1.3 行业地方政策汇总分析

6.2 行业重点区域运营情况分析

6.2.1 华北地区超声波焊接机行业

(1)北京市运营情况分析

(2)天津市运营情况分析

(3)河北省运营情况分析

(4)山西省运营情况分析

(5)内蒙古运营情况分析

6.2.2 华南地区超声波焊接机行业

(1)广东省运营情况分析

(2)广西运营情况分析

(3)海南省运营情况分析

6.2.3 华东地区超声波焊接机行业

(1)上海市运营情况分析

(2)江苏省运营情况分析

(3)浙江省运营情况分析

(4)山东省运营情况分析

(5)福建省运营情况分析

(6)江西省运营情况分析

(7)安徽省运营情况分析

6.2.4 华中地区超声波焊接机行业

(1)湖南省运营情况分析

(2)湖北省运营情况分析

(3)河南省运营情况分析

6.2.5 西北地区超声波焊接机行业

(1)陕西省运营情况分析

(2)甘肃省运营情况分析

(3)宁夏运营情况分析

(4)新疆运营情况分析

6.2.6 西南地区超声波焊接机行业

(1)重庆市运营情况分析

(2)四川省运营情况分析

(3)贵州省运营情况分析

(4)云南省运营情况分析

6.2.7 东北地区超声波焊接机行业

(1)黑龙江省运营情况分析

(2)吉林省运营情况分析

(3)辽宁省运营情况分析

6.3 超声波焊接机行业区域投资前景分析

6.3.1 华北地区省市投资前景

6.3.2 华南地区省市投资前景

6.3.3 华东地区省市投资前景

6.3.4 华中地区省市投资前景

6.3.5 西北地区省市投资前景

6.3.6 西南地区省市投资前景

6.3.7 东北地区省市投资前景

第七章 中国超声波焊接机行业标杆企业经营分析

7.1 超声波焊接机行业企业总体发展概况

7.2 超声波焊接机行业企业经营状况分析

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.2 必能信超声(上海)有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.3 劲龙超声波(深圳)有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.4 威海国升超声技术有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.5 珠海灵科自动化科技有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.6 东莞市必达信超声波设备有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.7 威海卡尔超声工程有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.9 厦门长昕电子科技有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.10 无锡尼可超声波设备有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.11 上海上荣超音波设备有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

7.2.12 威海华特超声科技有限公司

(1)企业发展历程分析

(2)企业主营业务分析

(3)企业商业模式分析

(4)企业经营状况优劣势分析

(5)企业最新发展动向分析

第八章 中国超声波焊接机行业前景预测与投资战略规划

8.1 超声波焊接机行业投资特性分析

8.1.1进入壁垒分析

8.1.2投资风险分析

8.2 超声波焊接机行业投资战略规划

8.2.1投资机会分析

8.2.2战略布局建议

8.2.3投资重点建议

范文八:40K超声波焊接机 投稿:严愽愾

40k概述:

南方力劲机械有限公司是一家大型的超声波设备研发、生产及销售企业,公司成立于1997年,其中塑焊机事业部专业生产各种标准塑焊机,2600W-3200W塑焊机,4200W-5200W塑焊机等大功率焊接设备;15K、20K、28k、40K等各种精密型焊接设备,还有各种非标塑焊机设备,双头塑焊机、四头塑焊机、六头塑焊机、中空板胶框专用焊接机、护栏管专用焊接机、热板机、旋转式熔接机、汽车门板焊接机、汽车仪表盘焊接、汽车遮阳板焊接机、汽车灯焊接机、汽车保险杠焊接机等,同时为客户专门设计各种非标自动化塑胶焊接设备。

机器参数:

产品名称:40k精巧型超声波塑焊机

型号:NK-S4005

频 率:40KHZ

电 压:220V

输出功率:500W

外观尺寸:400*500*1000mm

重 量:50KG

熔接面积:30x30mm

机器特点:

1.FESTO全套原装正品汽动原件

2.机身马达自动上升下降,调校方便

3.数字化控制,精度极高

4.保险丝双重保护,零件寿命长

工作特点:

快速----每次焊接时间0.01—9.99秒。

强度----可承受大的拉力、高压力。

品质----不漏水、不漏气,可气密焊,焊接时不伤塑胶件。

经济----不用螺钉、胶水。减少人工、低成本。

细节展示:

图一:超声波模具采用进口美铝制作,人性化设计,实用,不会氧化、开裂、大大提高了模具寿命;模具采用CNC加工中心制作模具,精度精高。

图二:本机采用燕尾槽设计,上下轻松调节,精度高,耐用,不磨损

图三:机台采用底板可调节水平,可根据模具的水平调节,调模方便

应用范围:

塑胶电子:通讯设备、无绳电话、手机配件、手机壳、电池壳、充电器、阀控式密封维护铅酸蓄电池、3寸软盘、U盘、SD卡、CF卡、USB接插件、蓝牙;医用日用:手表、厨具、口服液瓶盖、点滴瓶盖、手机饰件、金柔刷、日用品;高要求的小型电子配件等等。

范文九:超声波自动焊接机 投稿:武辽达

超声波自动焊接机

超声波自动焊接机工作原理:

当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。

超声波自动焊接机工作特点:

快速----每次焊接时间0.01—9.99秒。

强度----可承受大的拉力、高压力。

品质----不漏水、不漏气,可气密焊,焊接时不伤塑胶件。 经济----不用螺钉、胶水。减少人工、低成本。

自动焊接机系统结构特点

1. 机械装置

点焊机系统由机械装置、供电装置、控制装置三大部分组成。为了适应焊接工艺要求,加压机构(焊钳)采用了双行程快速气压传动机构,通过切换行程控制手柄改变焊钳开口度,可分为大开和小开来满足焊接操作要求。通常状态为焊钳短行程张开,当把控制按钮切换到“通电”位置,扣动手柄开关则焊钳夹紧加压,同时电流在控制系统控制下完成一个焊接周期后恢复到短行程张开状态。

2. 供电装置

主电力电路由电阻焊变压器、可控硅单元、主电力开关、焊接回路等组成。目前,一般采用的焊接设备是功率200kVA、次级输出电压20V的单相工频交流电阻焊机。由于多种车型共线生产,焊钳要焊接高强度钢板和低碳钢薄板,焊钳枪臂要传递较大的机械力和焊接电流,因此焊钳的强度、刚度、发热要满足一定要求,并且要具有良好的导电和导热性,同时要求焊钳采用通水冷却,所以选择焊钳电极臂能够承受400kg压力的新型焊钳。

3. 控制装置

控制装置主要提供信号控制电阻焊机动作接通和切断焊接电流,控制焊接电流值,进行故障监测和处理。

超声波自动焊接机保养方法:

1、超音波焊头、底模及工作物常保持清洁。

2、定期检查(一般为一周一次)电缆接头是否松动。

3、定期清洗空气滤清器,应使用清洁剂或水,不可使用挥发性之溶剂。

4、机械定期擦拭,但不可使用液体清洗,发振箱上方勿重压或放置流体物。

5、工作场所保持空气畅通,周围温度不可过高(40℃以下)。

6、升降沟槽、螺杆等定期抹黄油脂,并保持清洁。

7、搬运机器时,发振箱应与机体分离(拆开电缆插座),搬运需小心,勿受撞击。

8、长时间不使用时,请将本机外观擦拭,上油保养,并盖上附机之封套,置于干燥通风场所。

9、每月应打开控制箱上盖,用干净不带水分空气枪,清除箱内粉尘,以保持零件散热通风之良好。

本文参考www.minghe668.com

范文十:超声波焊接镍/铝异种金属研究 投稿:于欮欯

摘 要:超声波焊接属于压焊,该方法是在静压力作用下利用超声波高频率的弹性机械振动把工件的弹性振动能转变成摩擦功与形变能,对工件进行清理和焊接。超声波焊接主要用于连接金属材料、半导体材料、塑料和金属陶瓷等。因为焊接速度快,焊接质量好、密封性好、焊接过程安全稳定等优点,超声波金属焊接在工业上得到了十分广泛的应用。文章使用超声波焊接金属的方法对镍N4和铝1060焊接,研究了不同的焊接工艺参数对给接头显微组织带来的的影响。改变焊接时间和焊接压力等焊接工艺参数对镍/铝异种金属进行焊接,最终确定焊接可焊范围为:焊接时间50~110ms,焊接压力0.25MPa~0.35MPa,接延时400ms。将焊接时间取为50ms、80ms、110ms,焊接压力取为0.25ms、0.3ms、0.35ms,得到9组焊接参数,并分析了各参数下的焊件试样。对试样进行镶嵌、打磨、抛光以及腐蚀,使其满足观察要求,再对焊件成形进行分析,比较得出最佳的焊接试样。

  关键词:超声波焊接;镍;铝;显微组织

  引言

  随着有色金属应用的日益广泛,其连接技术也随之备受关注。工业纯镍具有优异的耐腐蚀性,在工业生产中,纯镍主要用来制造不锈钢以及其他抗腐蚀合金,也用来做加氢催化剂以及陶瓷产品、电子线路、玻璃着绿色和制备Ni的化合物等。所以,优化纯镍材料的焊接工艺、控制焊接缺陷是保证设备制造质量的关键环节。纯镍的液态凝固过程没有相变,非常容易生成低熔点的共晶体,出现热裂纹等缺陷;在传统焊接过程中,焊接快速冷却凝固过程极易出现裂纹、气孔以及晶粒粗大等缺陷,严重影响焊接接头的耐腐蚀性能与机械性能。铝的密度小、延展性好,耐蚀、导热以及导电等性能优良,而且在很低的温度下依然能够得到满意的力学性能,在化工、机械、交通、建筑、航空航天、日常生产生活等领域得到了广泛的普及。铝极易形成致密的Al2O3氧化膜,吸附水分,在传统焊接过程中易造成焊缝夹杂与气孔。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。总的来说,国内外常采用传统的焊接方法(如MIG、TIG等)对此类金属进行焊接,但所焊接的接头强度不够,且焊缝容易产生气体、夹渣、裂纹等缺陷,同时被焊金属表面状态对焊接质量影响大。焊缝中容易出现焊接变形和气孔,残余应力较大,且对应力腐蚀敏感,不能充分发挥材料的性能。因此,探索新的焊接方法在镍、铝构件材料中的运用,是非常必要和非常迫切的。

  1 超声波焊接原理

  1.1 焊接原理

  超声波焊接的基本原理如图1所示,超声波发生器是一个变频装置,将工频电流变成超声波频率(15~60kHz)的振荡电流,经过换能器向焊件输出弹性机械振动。焊接时,待焊工件被上、下声极压紧,在弹性机械振动的作用下,经过摩擦、升温以及变形,使表面附着物破坏、碎化,使界面间金属原子无限接近,形成牢固的焊接接头。待焊金属工件焊接时,伴随着接触面的物理冶金过程,原子之间出现了结合与扩散现象,焊接过程中没有电流经过焊件,是一种特殊焊接过程,具有摩擦焊、扩散焊的某些特征。

  1.2 接头形成过程

  超声波焊接过程中,上声极把超声波的弹性机械振动传送给工件接触界面,在静压力作用下,发生相对摩擦。随着摩擦面的扩大,氧化膜和其他表明附着物不断受到排挤、碎化与分散。接触面温度升高,焊件的变形抗力下降。在弹性机械振动与静压力的共同作用下,接触表面持续塑性流动,被碎化的氧化膜不断分解,深入工件内部,使纯净界面间的金属原子无限接近直至能发生引力作用,表面晶体能和扩散过程导致了再结晶现象。摩擦过程的进行使微观接触面积增大,发生严重的塑性变形,此时焊接区域能发现涡流状的塑形流动层,出现工件表面的机械咬合。当焊件的结合力超过上声极和上工件表面的结合力,在振动切变力作用下,上声极与上工件很容易分离,焊件之间形成牢固接头。

  1.3 材料的焊接性

  焊接性是指材料在焊接工艺下能够形成可靠接头同时能够正常使用的能力。金属材料的焊接性主要由材料硬度和晶格结构决定。超声波焊接对于面心立方晶格结构的金属比较适用,如Cu、Au、Ag、Ni、Pt等;对于六方晶格结构的金属,如Mg、Ti、Zn、Zr等,可焊程度受限。原理上说,金属硬度增加会导致焊接性降低。不适合超声波焊接的金属通过一些方式可以有效改善焊接性,如预热、插入其他金属箔、涂上金属涂层等。

  2 实验方案

  2.1 实验材料

  本研究的待焊材料是0.2mm厚的镍N4薄片和0.2mm厚的铝1060薄片。主要成分如下:

  其中,镍N4是具有铁磁性的银白色金属,质坚硬,能够高度磨光和抗腐蚀,具有良好的机械强度和延展性,密度为8.902g/cm3,熔点1726K。主要用来制造不锈钢等抗腐蚀合金,也作加氢催化剂和用于陶瓷制品、电子线路、玻璃着绿色和镍化合物制备等。铝1060含铝量达到99.60%以上,属于工业纯铝。该种铝生产过程单一,技术成熟,成本低廉,有良好的延伸性和抗拉强度,易承受各种压力加工和引伸、弯曲。铝在空气中易被氧化形成一层致密的Al2O3氧化膜,因而耐蚀性好。实验材料预处理过程如下:(1)按规格120×40×0.2mm裁剪N4和1060薄片;(2)用酒精对两种金属试样的表面进行清理。

  2.2 实验设备

  超声波焊接实验设备是NC-2032型超声波金属点焊机。点焊机的主要构成部分有超声波发生器、电气控制箱、焊头和气动部分。在超声波金属焊接过程中,振动频率和振幅固定不变,焊接时间和焊接压力可以进行调整。该超声波金属点焊机的技术规格如表3所示。

  2.3 实验方法

  本实验采取同向搭接的方式进行镍/铝超声波焊接,以便制作焊接试样金相。

  焊接中,将待焊工件夹持在上声极和下声极之间,保持工件与上下声极贴合在一起,并施加一定的焊接压力进行焊接,从而实现镍/铝的连接。   (1)接通电源:单相AC220V,50Hz电源;(2)接通气源:空压源压力范围0.2~0.6MPa,通过气源调节阀调节压力大小;(3)打开发生器电源,电源指示灯亮;(4)设定焊接压力、焊接时间和焊接延时时间,开始焊接;(5)根据焊接牢固程度调整参数,进行焊接。

  3 微观组织分析

  3.1 接头组织特征

  (1)机械嵌合:焊接工件的接触界面发生明显的塑性流动以及犬牙交错的机械嵌合,有利于焊件接头强度的提高。(2)金属间的物理冶金:超声波金属焊接过程可能存在再结晶、扩散、相变和金属间化合物形成等一系列的物理冶金现象。至今为止,这一类的研究不多,缺少实验支撑,而且短时间焊接的情况下接头中不一定出现上述变化照样可以形成接头。(3)金属原子间的键合:接头中,焊接界面出现的大量被歪扭的晶粒的尺寸与母材金属的晶粒并没有显著差异,焊件依靠金属原子键合连在一起。待焊材料在摩擦作用下产生变形与塑性流动,使金属表面得以接触,持续的振动和温升造成金属晶格原子激活,就可能使原子间相互作用形成金属键。(4)界面微区熔化现象:超声波焊接时,微区焊接温度无法准确测量,因此不排除出现局部熔化现象。高倍透射电子显微镜分析中观察到,在连结区微细晶粒的转角处,存在非熔化质点,这是该处金属加热熔化之后凝固的特点。也就是说,超声波焊接时界面薄层或局部发生了短时间熔化随即高速冷却的过程。

  3.2 超声波焊接实验

  超声波焊接过程中,采用不同的工艺参数进行焊接,需要调整的工艺参数有:焊接延时、焊接时间、焊接压力。镍/铝超声波焊接过程中,当焊接延时时间变化范围是300~500ms时,接头焊接效果没有变化,因此,可以得出结论:焊接延时在一定范围内对焊接效果几乎没有影响,故本实验统一取定焊接延时为400ms。当焊接压力是0.3MPa,焊接时间为40ms时,镍铝无法有效连接;焊接时间为50ms时,待焊工件能够有效连接;焊接时间是120ms时,焊件表面出现明显压损,开始断裂,因而也无法满足焊接要求。当焊接时间是80ms,焊接压力为0.2MPa时,接头焊接不足,不能有效连接;当焊接压力是0.4MPa,造成焊件压溃。另外,在其它极端参数下无法保证镍/铝的可靠连接,故确定可焊范围为:焊接时间50~110ms,焊接压力0.25MPa~0.35MPa,焊接延时400ms。选取表4焊接工艺参数对镍/铝实施超声波焊接,得到9组焊接参数下的试样,并对各参数下的焊件试样进行分析。

  3.3 金相试样制备

  (1)取样超声波焊接实验完毕后,沿所得试样焊接接头截面中间垂直剪开,取中间焊合的部分作为分析试样。

  (2)镶嵌因焊件试样非常小,而且用于观察界面组织特征,所以必须进行镶嵌。镶嵌时,待温度上升至110℃时进行压力加载,保温8~12min即可。

  (3)打磨将镶嵌试样依次用400#、800#、1000#、1500#、2000#的水砂纸进行打磨。砂纸粒度由粗到细,打磨过程中,用力应轻时间应短,保持试样与砂纸平行,摩擦方向与试样条形走向一致。磨光后用水清洗,以避免磨面上残存的磨料微粒与游离金属划伤试样表面。

  (4)抛光在抛光机上用细绒布和金刚石研磨膏(粒度2.5μm)和对试样进行机械抛光,除去打磨后留下的划痕,将观察面抛光成接近光滑镜面。用金相显微镜观察接头显微组织并记录。

  3.4 焊接工艺参数优化

  本文因限于实验条件,仅将抛光得到的焊件试样用金相显微镜进行观察,分析焊接工艺参数的不同对接头界面的显微组织造成的影响。不同焊接时间下的接头焊缝微观组织,可以看出,焊接时间为50ms时,接头焊接效果非常好,焊接界面整齐,镍/铝异种金属完全结合;当焊接时间为80ms,铝上表面已经出现了压溃的现象,焊头上的凸点把铝薄片大部分压穿,焊接效果不佳;当焊接时间为110ms,焊接接头的接触界面虽然紧紧贴合在一起,但是铝片全部被焊头压穿,压损的程度更加严重,接头质量受到了严重的影响。

  焊接时间对接头质量影响很大,焊接时间不够,金属表面氧化膜来不及被氧化,只形成几个凸点间的焊接,接头强度低,甚至不能有效形成接头,如在焊接压力为0.3MPa,焊接时间为40ms时,镍/铝接头无法有效连接。随着焊接时间的延长,超声波能量在两焊件之间产生充分的振动,从而使镍/铝焊接接头获得足够的能量,可以增加焊件之间的接触面积,有利于焊点强度快速增加,而且在某个焊接时间范围之间接头强度持续增加。当焊接时间超过一定的范围,焊点强度转而开始减小,这是因为焊件的热量增加过多,温度升高,塑性增强,上声极表面的微齿陷入焊件中,使焊件产生严重变形,容易使焊点发生压损,而且使焊件之间的接触面积减小,所以接头强度降低。不同焊接压力下的接头焊缝显微形貌,可以看到,焊接压力为0.25Mpa时,焊接界面出现了一大段没有焊合的区域,实际上没有形成理想的连接;焊接压力为0.3MPa时,焊接界面整齐,完全焊合,镍/铝异种金属完全结合在一起,接头焊接效果非常好;当焊接压力为0.35MPa时,铝薄片完全被上声极凸点压穿,甚至陷入了镍薄片里面,造成接头实际结合面减小,焊接效果不好,接头质量差。

  根据上述分析可知,在工件位置为铝在上镍在下、焊件表面清洁的条件下,当焊接时间为50ms,焊接压力为0.3MPa,焊接延时为400ms,接头焊接效果最佳,得到了最佳的焊接接头。焊接过程中,焊接压力为0.3MPa时,焊接时间在一定范围内(50ms~100ms)会提高焊接接头强度,但焊接时间过长(超过120ms),会使焊件压溃,产生裂纹。同样地,焊接时间为80ms时,当焊接压力持续增加时,在一定范围内(0.25MPa~0.35MPa)使焊接界面的焊合率增大。但焊接压力过大(超过0.4MPa)时,镍/铝焊接接头强度不升反降。

  4 结束语

  在实验过程中,尝试过用腐蚀液对接头金相试样进行腐蚀。由于镍、铝的化学性质相差较大,不同的金属必须使用不同的腐蚀溶液,但腐蚀效果不明显,经过多种腐蚀溶液的尝试,均无法观察到铝的明显组织特征,在今后研究中需要找到理想的腐蚀剂进行腐蚀。实验过程中发现,当未对镍、铝进行表面清理时,镍/铝焊接不足,无法实现有效连接;在其他工艺参数不变时,清理后的焊件能够形成可靠接头。其中的具体原因也是值得探究的。影响镍/铝焊接接头微观形貌的因素可能还有工件的相对位置,焊件的厚度等,这些都有待研究。关于镍/铝超声波焊接接头的具体形成机理,限于实验条件,本文的探讨有限,但它一定是值得我们去不断研究的。随着实验条件的改善,还有待于进行深入的探究以揭示其本质机理。

  参考文献

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  作者简介:张磊(1977-)女,河南郑州人,本科,讲师,研究方向:金属材料与热处理.

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