超聲波金屬焊接優(yōu)點及其缺點概述

2021-04-19 16:58

隨著工業(yè)化水平的提高，目前超聲波金屬焊接技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到大范圍的使用，國內(nèi)外的尖端科技如航天工業(yè)、生物工程和儀器儀表等行業(yè)都離不開這項技術(shù)。超聲焊接是在物體上施加超聲振動使其物理狀態(tài)發(fā)生改變的應(yīng)用技術(shù) 。其原理是通過超聲波電源設(shè)備產(chǎn)生超聲電能，由超聲波換能器轉(zhuǎn)化電能為機械能，變幅桿將振幅進一步放大，焊件在高頻振動摩擦的作用下，使得被焊金屬界面得到清理從而兩純凈金屬表面貼近，在有限的溫升和塑性變形的情況下被焊工件發(fā)生金屬鍵合與擴散作用，而形成了牢靠地固相連接。

凡事都有其兩面性，超聲波金屬焊接也不例外。雖然超聲波金屬焊接有利有弊，但是對于使用者來說，我們最關(guān)心的還是其優(yōu)勢方面，也就是能為我們所用的一面。

超聲波金屬焊接的優(yōu)缺點如下所述：

超聲波金屬焊接的主要優(yōu)點如下：
（1）可以應(yīng)用的范圍非常廣范。既可以進行快速點焊、連續(xù)焊，又可以焊接異種金屬材料，即使是物理性能差異較大的異種材料之間的焊接也同樣適用；在金屬箔片、細絲、微小器件以及薄厚差異較大、多層金屬片的焊接方面具有特殊優(yōu)勢。
（2 ）節(jié)能環(huán)保。焊接過程無需焊條，焊接區(qū)域不通電，被焊金屬無需直接加熱，因此能耗比電、氣焊方法低很多；焊接過程不會產(chǎn)生任何焊渣、廢氣等污染物，且無需添加任何焊劑，更為環(huán)保。
（3 ）焊接過程中只產(chǎn)生局部短時高溫，不需要對焊件進行冷卻，焊接變形小，焊接本身可以對焊件表面的氧化膜等進行清理，焊接表面清潔美觀。
（ 4）焊接精度高。在電氣控制下，帶有功率電子線路的超聲波發(fā)生器能夠精準地與計算機配合進行焊接控制。

超聲波金屬焊接縱使具有上述一系列優(yōu)點，但也不可避免地具有下述缺點：
（ 1 ）當超聲波焊接工件的厚度及硬度提高時，超聲波焊接所需功率呈指數(shù)增大，因而增加了超聲波金屬焊接機的制造成本。當所需功率過大時，聲學系統(tǒng)的設(shè)計制造和工藝效果都會產(chǎn)生一系列較難解決的問題，因此，當前主要限于絲、箔、片等較細較薄的工件焊接。
（ 2 ）當前超聲波焊接系統(tǒng)的接頭形式僅限于搭接，且受工具頭的限制，工件只能在焊接系統(tǒng)允許的尺寸范圍內(nèi)伸入，超聲波金屬焊接的接頭形式和尺寸范圍局限性較大。
（ 3 ）當前對于超聲波金屬焊接的質(zhì)量檢測較為困難，一般的檢測方法難以在生產(chǎn)過程中進行實時監(jiān)控，無損檢測的方法尚未達到普及狀態(tài)。

超聲波金屬焊接常見應(yīng)用如下：

超聲波金屬焊接機因其獨特的焊接優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于動力鋰電池、手機制造業(yè)、電氣儀表及宇航工業(yè)等領(lǐng)域，且越來越顯示出其發(fā)展?jié)摿?。然而，當前的一些局限性仍是眾多學者的研究熱點，如超聲波金屬焊接的機理尚未完全研究透徹，對于焊接過程中的結(jié)合方式仍未得到統(tǒng)一結(jié)論；目前雖在絲、箔、片等薄質(zhì)工件的焊接中獲得了較好的效果，卻仍難以滿足日益飛速發(fā)展的尖端制造業(yè)，在較大較厚構(gòu)件的焊接方面的需求；在超聲波焊接的檢測方面仍未發(fā)展完善，超聲焊接的無損檢測尚未普及，一般的檢測方法又難以進行實時的焊接質(zhì)量檢測，不利于該種方法在實際生產(chǎn)中的普及推廣。

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