超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機(jī)械振動(dòng)能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫?zé)嵩矗皇窃陟o壓力之下，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能、形變能及有限的溫升．兩母材達(dá)到再結(jié)晶溫度下發(fā)生的固相焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機(jī)能對(duì)銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接．可廣泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
常見的金屬超聲波焊接可分為點(diǎn)焊、環(huán)焊、縫焊及線焊
1、環(huán)焊
用環(huán)焊方法可以一次形成封閉形焊縫，采用的是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)。焊接時(shí)焊盤扭轉(zhuǎn)，振動(dòng)的振幅相對(duì)于聲極軸線呈對(duì)稱線性分布，軸心區(qū)振幅為零，焊盤邊緣振幅最大。顯然環(huán)焊最適用于微電子器件的封裝工藝。有時(shí)環(huán)焊也用于對(duì)氣密要求特別高的直線焊縫場合，這時(shí)候可以采用部分重疊環(huán)焊方法，形同縫焊以獲得連續(xù)地直線焊縫。由于環(huán)焊的面積較大，需要較大的功率輸入，因此常常采用多換能器驅(qū)動(dòng)方式。
2、點(diǎn)焊
點(diǎn)焊機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)可根據(jù)上聲極振動(dòng)狀況分為縱向振動(dòng)（輕型結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)、彎曲振動(dòng)（重型結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)以及介于二者的輕型彎曲振動(dòng)系統(tǒng)等幾種。輕型結(jié)構(gòu)用于功率小于500W的小型點(diǎn)焊機(jī)。重型結(jié)構(gòu)適用于千瓦級(jí)大功率焊機(jī)。輕型彎曲振動(dòng)系統(tǒng)則適用于中小功率焊機(jī)，它兼不兩振動(dòng)系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)。
3、線焊
線焊可以看成是點(diǎn)焊方法的一種延伸。現(xiàn)在已經(jīng)可以通過線狀上聲極上次獲得150mm長的線狀焊縫。這種方法最適用于箔片的線狀封口。
4、縫焊
縫焊機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)按其焊盤的振動(dòng)狀態(tài)可分為； a）縱向振動(dòng)系統(tǒng)； b）彎曲振動(dòng)系統(tǒng)； c）扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)等幾類。 其中a）及b）兩種較為常用。其焊盤的振動(dòng)方向與焊接方向垂直。而c）的振動(dòng)方向則與焊接方向平行。 縫焊可以獲得密封的連續(xù)焊縫。通常工件被夾持在上、下焊盤之間。在特殊情況下可采用平板式下聲極。
其他類型的超聲波金屬焊接形式
1、雙超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的點(diǎn)焊
上下兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的頻率分別為27kHz和20kHz(或15kHz)，上下振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)方向相互垂直，焊接時(shí)二者作直交振動(dòng)。當(dāng)上下振動(dòng)系統(tǒng)的電源各為3kW時(shí)，可焊鋁件的厚度達(dá)10mm，焊點(diǎn)強(qiáng)度達(dá)到材料本身的強(qiáng)度。雙超聲波振動(dòng)系統(tǒng)多用于集成電路和晶體管細(xì)導(dǎo)線的焊接，雖然焊接方法與點(diǎn)焊基本相同，但焊接設(shè)備復(fù)雜，要求設(shè)備的控制精度高，以便實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的高質(zhì)量和高可靠性焊接。
2、超聲波對(duì)焊
超聲波對(duì)焊主要用于金屬的對(duì)接，是近年來開發(fā)的一種新方法。焊接設(shè)備由上、下振動(dòng)系統(tǒng)、提供接觸壓力的液壓源和焊件夾持裝置等部分組成。左邊焊件的一端由夾具固定，另一端夾在上、下振動(dòng)系統(tǒng)之間作超聲振動(dòng);右焊件端面與左端面對(duì)接，并由夾具夾緊，接觸壓力加在右側(cè)焊件上。焊接時(shí)，在超聲振動(dòng)的作用下即可把兩個(gè)焊件在端面焊接在一起。應(yīng)注意，焊接裝置的上、下振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)相位必須相反，上振動(dòng)系統(tǒng)可以是無源的。采用頻率為27kHz的該類焊接裝置可以焊接6～10mm厚的鋁板、6mm厚的銅板和鋁板的焊接。目前可以實(shí)現(xiàn)6mm厚、100～400mm寬鋁板的對(duì)接。
除上述四種常見的金屬超聲波焊接辦法以外，近年來還發(fā)展了塑料超聲波焊接辦法。其工作原理與金屬超聲波焊接辦法不同，塑料超聲波焊接時(shí)聲極的振蕩方向垂直于焊件外表，與靜壓力方向共同。這時(shí)熱量并不是經(jīng)過焊件外表傳熱，而是在焊件觸摸外表將機(jī)械振振蕩直接轉(zhuǎn)化為熱能使界面結(jié)合，屬于熔化焊辦法。塑料超聲波焊適用于熱塑性塑料，而不能適用于熱固性塑料的焊接。深圳市東信高科自動(dòng)化設(shè)備有限是專業(yè)從事自動(dòng)化焊接設(shè)備，高周波焊接機(jī)，超聲波塑料焊接機(jī)，超聲波金屬焊接機(jī)研制、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的現(xiàn)代化高科技型企業(yè)
