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超聲波金屬焊接機(jī)工作原理概述

2022-02-23 14:05
超聲波金屬焊接是一種特種加工技術(shù)，自1950年美國人發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)以來，已在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，超聲波金屬焊接技術(shù)作為一種新型的、特殊的焊接技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，顯示出了其區(qū)別于常規(guī)焊接所具有的獨(dú)特的優(yōu)勢。

超聲波金屬焊接機(jī)工作原理


超聲波金屬焊接(UltrasonicMetalWelding)是利用超聲頻率(16~80KHZ)的機(jī)械振動(dòng)能量和靜壓力的共同作用下，連接同種或異種金屬、半導(dǎo)體及金屬-陶瓷等的特殊焊接方法。金屬材料超聲焊接時(shí)，既不向工件輸送電流，也不向工件引入高溫?zé)嵩?，只是在靜壓力作用下將彈性振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及隨后有限的升溫，使兩個(gè)金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。接頭間的結(jié)合是在母材不發(fā)生熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的，不會(huì)產(chǎn)生煙霧，也沒有氣味。超聲波焊接廣泛應(yīng)用于汽車和手機(jī)制造業(yè)、太陽能熱水器導(dǎo)熱管焊接、電子電器、航空航天及核能工業(yè)等。

超聲波金屬焊接機(jī)通常由超聲波發(fā)生器、聲學(xué)系統(tǒng)、加壓機(jī)構(gòu)和程控裝置等部分組成。

圖1展示了超聲波金屬焊接機(jī)的工作原理。超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將電流轉(zhuǎn)換為電能。換能器將被轉(zhuǎn)換的高頻電能轉(zhuǎn)化為界面的機(jī)械振動(dòng)，隨后通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置將機(jī)械振動(dòng)傳遞到焊頭。焊頭再將接收到的超聲振動(dòng)能量傳遞到待焊接工件，使上下工件產(chǎn)生相對(duì)位移。(一方面，可以清除接觸界面的氧化膜；另一方面，超聲能量逐漸向工件傳遞，工件隨之由“點(diǎn)接觸”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;線接觸”，使工件間的有效結(jié)合區(qū)域逐漸變大。)在高頻超聲振動(dòng)和靜壓力的綜合作用下，工件的機(jī)械振動(dòng)能被轉(zhuǎn)化為界面的塑性流、摩擦功和熱能，界面原子被激活并發(fā)生互擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)工件的固態(tài)連接。
超聲波金屬焊接機(jī)工作原理
超聲波金屬焊接機(jī)工作原理圖
以上就是關(guān)于超聲波金屬焊接機(jī)工作原理的介紹，在現(xiàn)代社會(huì)中，超聲波金屬焊接在手機(jī)制造業(yè)、汽車制造業(yè)、電工電子技術(shù)、電器及儀表制造業(yè)、航空、宇航工業(yè)、食品包裝盒、高級(jí)零件的密封技術(shù)方面都有很廣泛的應(yīng)用，再加上它的一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，特別是節(jié)能無污染，對(duì)于我國現(xiàn)代化建設(shè)和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)，超聲波金屬焊接都將發(fā)揮很大的促進(jìn)作用。