超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。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。
超声波金属焊接机原理:
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。
焊接机的种类很多,有单点单功能、单点双功能、单点多功能(此种焊机也只有一个焊头,变换定位板的形式后可作90°角至180°角之间任意角度的焊接)。还有两点、三点、四点乃至六点焊机及四角焊机等。不同种类的焊接机所具有的焊接功能和工作效率也不同。
焊接保证了金属的连续性。一方面,两种金属相互之间通过螺栓联接或物理附着联络在一起,表现为一个强健的金属整体,但这种联接是不连续的,有时金属的表面如果有氧化物绝缘膜,则它们甚至对错物理接触的。机械联接与焊接比拟的另一个缺陷是接触面继续发生氧化作用而致使电阻的添加。另外,颤动和其他机械冲击也可以使接头松动。焊接则消除了这些难题,焊接部位不发生相对移动,接触面不会氧化,连续的导电方法得以坚持。焊接是两种金属间的融合进程,焊锡在熔融状态下,将溶解有些与之相接触的金属,而被焊接的金属表面则常常有一薄层焊锡不能溶解的氧化膜,助焊剂就是用来去掉这层氧化膜的。