超聲波金屬焊接技術(shù)是利用超聲波產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)能量,在壓力作用下,焊頭通過(guò)高頻振動(dòng)將能量傳遞到被焊工件界面之間,使工件界面間產(chǎn)生高頻摩擦,轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜ缑骈g的摩擦功、形變能及溫升,從而破壞工件表面氧化層并使被焊工件界面產(chǎn)生塑性變形,從而產(chǎn)生純凈金屬貼合、原子擴(kuò)散,最終實(shí)現(xiàn)金屬工件的固相連接。
超聲波金屬焊接機(jī)按頻率可分為:高頻(50K赫茲以上)金屬焊接機(jī)、中頻(30-40K赫茲)金屬焊接機(jī)、低頻(20K赫茲)金屬焊接機(jī);按使用可分為:超聲波金屬點(diǎn)焊機(jī)、超聲波金屬滾焊機(jī)、超聲波金屬封切機(jī)、超聲波金屬線束焊接機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)點(diǎn)焊、滾焊、封切、線束;按振動(dòng)模式可分為:縱向振動(dòng)、徑向振動(dòng)、彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng),各種振動(dòng)模式在各種使用都有應(yīng)用﹐所以以振動(dòng)模式來(lái)區(qū)分是不太恰當(dāng)。
超聲波金屬焊接接頭的形成過(guò)程中,靜壓力和高頻振動(dòng)是產(chǎn)生摩擦的直接原因。焊頭-工件接觸區(qū)、工件與工件界面之間的摩擦作用,將產(chǎn)生熱量并引起工件溫度升高;而工件與工件界面在振動(dòng)摩擦作用下產(chǎn)生剪切力,引起工件與工件界面材料流動(dòng)形成塑性變形;工件溫度升高及塑性變形是形成接頭的重要因素。超聲波金屬焊接時(shí)熱量產(chǎn)生引起的工件溫度升高不足以使金屬發(fā)生熔化,但是工件溫度的升高,使被焊工件的屈服強(qiáng)度降低,更有利于金屬產(chǎn)生塑性變形。而塑性變形的結(jié)果,使破壞了的表面氧化層轉(zhuǎn)入到基體金屬內(nèi)部深處,使兩個(gè)純凈的金屬表面互相接觸并產(chǎn)生金屬鍵合而形成連接。總之,焊接過(guò)程中的摩擦產(chǎn)熱及塑性變形對(duì)接頭形成都有非常重要的作用。