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金屬焊接機

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一、超聲波金屬焊接機經歷的三個階段:

  (1)振動摩擦階段:超聲波金屬焊接的第一個過程主要是摩擦過程,其相對摩擦速度與摩擦焊相近,只是振幅僅僅為幾十微米。這一過程的主要作用是排除焊件表面的油污、氧化物等雜質,使純將的金屬表面暴露出來。焊接時,由于上聲極的超聲波振動,使其與上焊件之間產生摩擦而造成暫時的連接,然后通過它們直接將超聲波振動能傳遞到焊件間的接觸表面上,在此產生劇烈的相對摩擦,由初期個別凸點之間的摩擦逐漸擴大到面摩擦,同時破壞、排擠和分散表面的氧化膜及其他附著物。

  (2)溫度升高階段:在繼續的超聲波往復摩擦過程中,接觸表面溫度升高(焊區的溫度約為金屬熔點的35%~50%),變形抗力下降,在靜壓力和彈性機械振動引起的交變節應力的共同作用下,焊件間接觸表面的塑性流動不斷進行,使已被破碎的氧化膜繼續分散甚至深入到被焊材料內部,促使純金屬表面的原子無限接近到原子能發生引力作用的范圍內,出現原子擴散及相互結合,形成共同的晶粒或出現再結晶現象。

  (3)固相接合階段:隨著摩擦過程的進行,微觀接觸面積越來越大,接觸部分的塑性變形也不斷增加,焊接區內甚至形成渦流狀的塑性流動層,出現焊件間的機械咬合。焊接初期咬合點較少,咬合面積也較少,接合強度不高,很快被超聲波振動所引起的切應力所破壞。隨著焊接過程的進行,咬合點數和咬合面積逐漸增加,當焊件之間的結合力超過上聲極與上焊件之間的結合力時,切向振動不能切斷焊件之間的結合,形成牢固的接頭。

二、超聲波金屬焊接機的原理

  超聲波金屬焊接機接頭的形成主要由振動剪切力、靜壓力和焊區的溫升三個因素所決定,它們之間相互影響,相互制約,并和焊件的厚度、表面狀態及其常溫性能有關。

  (1)機械嵌合:超聲波金屬焊接接頭中常見到兩焊件接觸處形成塑性流動層,并呈現犬牙交錯的機械嵌合,這種接合對連接強度起到有利的作用,但并不是金屬的連接,在金屬與非金屬之間的超聲波金屬焊接接時,這種機械嵌合作用占主導地位。

  (2)金屬原子間的鍵合:在超聲波金屬焊接接接頭中,焊接界面之間存在大量被歪扭的晶粒,這些晶粒是跨越界面的“公共晶粒”,其尺寸與母材金屬的晶粒無明顯差別,接頭不存在明顯的界面,兩材料之間通過金屬原子的鍵合而連在一起。可以認為,在焊接開始時,待焊材料在摩擦功的作用下發生強烈的變形和塑性流動,特別是氧化膜去除或破碎以后,為純凈金屬表面之間的接觸創造了條件,而繼續的超聲彈性機械振動以及溫升,又進一步造成金屬晶格上的原子處于受激狀態,當金屬原子相互接近到0.1~0.3nm時,就有可能出現原子間相互作用的反應區,形成金屬鍵。

  (3)金屬間的物理冶金:超聲波金屬焊接接中還存在著由于摩擦生熱所引起的再結晶、擴散、相變以及金屬間化合物形成等冶金過程。到目前為止,該方面的研究較少,缺乏必要的證據,特別是短時間焊接時,接頭中不一定出現再結晶組織強相變,但仍然能夠形成接頭,由此可知,再結晶,擴散和相變不是形成接頭的必要條件。

  (4)界面微區的熔化現象:超聲波金屬焊接接時,微區焊接溫度很難精確測量,不能排除微區中出現局部熔化現象。用高倍透射電子顯微鏡對0.4mm厚的各種Al和Cu接頭進行了微觀組織分析,發現同種材料的焊縫厚度在μm范圍內,焊縫區的晶粒尺寸只有0.05~0.2μm,而軌制母材的晶粒為5~50μm。如果用一般的方法將母材經過塑性變形和低于熔點的不同溫度退火,此時再結晶形成的晶粒均>3μm,而沒有發現更細小的晶粒。當Al和Cu進行超聲波金屬焊接接時,也同樣發現連接區有焊接時新形成的微細晶粒,而且都是等軸晶粒。電鏡分析中還觀察到,在連結區微細晶粒邊界的轉角處有非熔化質點存在,這正是含有非熔化質點的金屬加熱熔化后發生凝固的特點。可以認為,超聲波金屬焊接時,界面薄層或局部發生了短時熔化及隨后的高速冷卻過程。

金屬焊接系列

三、超聲波金屬焊接機適用產品

1,鎳氧電池鎳網與鎳片互熔。超聲波鎳片焊接機

2,鋰電池,聚合物電池銅箔與鎳片互熔,鋁箔與鋁片互熔。超聲波鋁箔鋁片焊接機

3,電線互熔,偏結成一條與多條互熔。超聲波電線焊接機

4,電線與各種電子元件,接點,連接器互熔。

5,各種家電用品,汽車用品的大型散熱座。

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。銅管封尾機

8,非晶硅太陽能電池板正負極電流引出線焊接,接線盒位焊接。
9,太陽能太陽能板滾焊機紫銅板和紫銅管的焊接

四、超聲波金屬焊接機應用特例

鋁帶與鋁蓋金屬焊接機;鎳帶與銅箔金屬焊接(多點);鋁帶與鋁箔焊接超聲波金屬焊接機(條形);鋁帶與鋁箔焊接鋁片焊接機(條形);鋁帶與鋁箔焊接(多點);鎳帶與鋁帶金屬焊接機設備;鎳帶與銅箔;鎳帶與銅箔多層;鋁帶與鋁箔多層超聲波金屬點焊機;鋁殼與鋁鎳復合帶金屬焊接;鎳帶與銅箔多層;鋁帶與鋁箔多層;銅管封尾;汽車線束焊接機;馬達端子等焊接。


 

 

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