超聲波金屬焊接基礎知識

1、 原理 超聲波金屬焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬表面，在加壓的情況下，使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，其優點在于快速、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷態加工；缺點是所焊接金屬件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊點位不能太大、需要加壓。 

2、焊接優點：

1）、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。 

2）、焊接后導電性好，電阻系數極低或近乎零。 

3）、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。 

4）、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。 

5）、焊接無火花，環保安全。 

3、超聲波金屬焊接適用產品： 

1）、鎳氫電池鎳氫電池鎳網與鎳片互熔與鎳片互熔。

2）、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。

3）、電線互熔，偏結成一條與多條互熔。 

4）、電線與名種電子元件、接點、連接器互熔。 

5）、名種家電用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。 

6）、電磁開關、無熔絲開關等大電流接點，異種金屬片的互熔。 

7）、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。 

4、 振幅參數 振幅對于需要焊接的材料來說是一個關鍵參數，相當于鉻鐵的溫度，溫度達不到就會熔接不上，溫度過高就會使原材料燒焦或導致結構破壞而強度變差。因為每一間公司選擇的換能器不同，換能器輸出的振幅都有所不同，經過適配不同變比的變幅桿及焊頭，能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求，通常換能器的輸出振幅為10—20μm，而工作振幅一般為30μm左右，變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀，前后面積比等因素有關，形狀來說如指數型變幅、函數型變幅、階梯型變幅等，對變比影響很大，前后面積比與總變比成正比。貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機，最簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作，能保證振幅參數的穩定。

5、 頻率參數 任何公司的超聲波焊接機都有一個中心頻率，例如20KHz、40 KHz等，焊接機的工作頻率主要由換能器（Transducer）、變幅桿（Booster）、和焊頭（Horn）的機械共振頻率所決定，發生器的頻率根據機械共振頻率調整，以達到一致，使焊頭工作在諧振狀態，每一個部份都設計成一個半波長的諧振體。發生器及機械共振頻率都有一個諧振工作范圍，如一般設定為±0.5 KHz，在此范圍內焊接機基本都能正常工作.我們制作每一個焊頭時，都會對諧振頻率作調整，要求做到諧振頻率與設計頻率誤差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊頭，我們焊頭的頻率會控制在19.90—20.10 KHz，誤差為5‰。 

6、 節點 焊頭、變幅桿均被設計為一個工作頻率的半波長諧振體，在工作狀態下，兩個端面的振幅最大，應力最小，而相當于中間位置的節點振幅為零，應力最大。節點位置一般設計為固定位，但通常的固定位設計時厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定為零振幅，這樣就會引致一些叫聲和一部分的能量損失，對于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離，或采用隔聲材料進行屏蔽，能量損失在設計振幅參數時予以考慮。