超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機械振動能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法.金屬在進行超聲波焊接時,既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫?zé)嵩?,只是在靜壓力之下,將機械能轉(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所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象.超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接.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)振動系統(tǒng)。焊接時焊盤扭轉(zhuǎn),振動的振幅相對于聲極軸線呈對稱線性分布,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。有時環(huán)焊也用于對氣密要求特別高的直線焊縫場合,這時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)動方式。
2、點焊
點焊機的振動系統(tǒng)可根據(jù)上聲極振動狀況分為縱向振動(輕型結(jié)構(gòu))系統(tǒng)、彎曲振動(重型結(jié)構(gòu))系統(tǒng)以及介于二者的輕型彎曲振動系統(tǒng)等幾種。輕型結(jié)構(gòu)用于功率小于500W的小型點焊機。重型結(jié)構(gòu)適用于千瓦級大功率焊機。輕型彎曲振動系統(tǒng)則適用于中小功率焊機,它兼不兩振動系統(tǒng)的諸多優(yōu)點。
3、線焊
線焊可以看成是點焊方法的一種延伸?,F(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
縫焊機的振動系統(tǒng)按其焊盤的振動狀態(tài)可分為;
a)縱向振動系統(tǒng); b)彎曲振動系統(tǒng); c)扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)等幾類。 其中a)及b)兩種較為常用。其焊盤的振動方向與焊接方向垂直。而c)的振動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。