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分析超聲波線束點(diǎn)焊機(jī)的工作原理

金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個(gè)需焊接的金屬表面在加壓的情況下使兩個(gè)金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是所焊接金屬件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊點(diǎn)位不能太大、需要加壓。超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)在作電流點(diǎn)焊電極加超聲振動試驗(yàn)時(shí)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)較早但是到目前為止其作用機(jī)理還不是很清楚。它類似于摩擦焊但有區(qū)別超聲焊接時(shí)間很短溫度低于再結(jié)晶;它與壓力焊也不相同因?yàn)樗拥撵o壓力比壓力焊小的多。一般認(rèn)為在超聲波焊接過程中的初始階段切向振動出去金屬表面的氧化物并是粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大同時(shí)使焊區(qū)溫度升高在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí)即形成焊點(diǎn)。焊接時(shí)間過長或超聲波振幅過大會使焊接強(qiáng)度下降甚至破壞。

大功率超聲波線束機(jī)焊接最重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是溫度較低。溫度的產(chǎn)生是不可避免的它只是由摩擦所產(chǎn)生的只相當(dāng)于金屬熔點(diǎn)的1/3或1/2。在焊接過程所產(chǎn)生的低溫下由于退火的產(chǎn)生和低溫沒有破壞導(dǎo)線的絕緣性金屬導(dǎo)線保留了原有的性能;此外較低的溫度還意味著可以把很薄的金屬焊接到厚金屬上而不造成薄金屬的損傷。這些在線束生產(chǎn)中都是十分重要的。

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