当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒数万次的高频振动。这种高频振动,通过上焊件,将超声能量传递到焊区。由于焊区的声阻较大,因此会产生局部高温。由于塑料的导热性较差,高温难以迅速散发,从而聚集在焊区,使两个塑料的接触面迅速熔化。在施加一定的压力后,这两个熔化的塑料接触面会融合成一体。当超声波停止作用后,持续施加压力几秒钟,使熔融的塑料凝固成型,从而形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的。焊接的强度可以接近原材料的强度。超声波塑料焊接的效果受到多个因素的影响,包括换能器焊头的振幅、施加的压力以及焊接时间。其中,焊接时间和焊头压力是可以调节的,而振幅则由换能器和变幅杆决定。这些因素之间存在一个相互作用的比较好值。当能量超过这个比较好值时,塑料的熔融量会增加,可能导致焊接物变形;若能量过小,则可能无法牢固焊接。同时,施加的压力也不能过大,比较好压力通常为焊接部分边长与边缘每1mm的比较好压力之积。 热影响区极窄,适合电子元件等敏感器件组装。四川医疗超声波金属焊接设备
在焊接过程中,不需要使用助焊剂、气体或焊料等辅助材料,避免了这些材料在使用过程中产生的环境污染。同时,由于焊接过程主要依靠超声波的振动能量,无需额外的高温加热,相比传统焊接方式,大幅度降低了能源消耗。这符合现代社会对环保和节能的要求,对于可持续发展具有重要意义。在医疗器械制造中,超声波焊接的环保特性使得焊接过程不会对医疗器械造成污染,保证了医疗器械的安全性和卫生性。所有焊接参数,如焊接时间、压力、振幅等,均可通过先进的软件系统进行精确跟踪监控。在焊接过程中,一旦某个参数出现异常,系统能够及时发现并进行调整,确保焊接质量的稳定性。这种精确的控制能力使得每一次焊接都能够达到一致的高质量标准,减少了废品率。在电子元件的焊接中,稳定的焊接质量能够保证电子产品的一致性和可靠性,提高产品的良品率。四川高精度超声波金属焊接生产厂家博物馆使用超声波焊接修复破碎陶瓷,通过低温连接避免二次损伤。
超声波金属焊接同样利用了超声频率(超过16kHz)的机械振动能量来连接同种金属或异种金属,是一种特殊的焊接方法。与传统的焊接方式不同,在金属进行超声波焊接时,既不需要向工件输送电流,也无需向工件施加高温热源。其焊接过程是在静压力的作用下,将线框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能以及有限的温升。在这个过程中,接头间的冶金结合是在母材不发生熔化的情况下实现的,属于一种固态焊接。由于不涉及金属的熔化过程,超声波金属焊接有效地克服了电阻焊接时常见的飞溅和氧化等问题。
材料限制尽管超声波焊接可用于多种材料,但并非适用于所有材料。一些高硬度、高熔点的材料,如某些特种钢材和陶瓷材料,以及一些非热塑性塑料和热固性塑料,难以采用超声波焊接。此外,对于材料的厚度和形状也有一定限制,焊接厚工件时需要较大功率,可能导致设备成本上升和焊接效果不佳;对于形状过于复杂或特殊的工件,可能难以设计合适的焊接模具和工艺。焊接强度局限性在某些对焊接强度要求极高、需要承受高压力或重负荷的应用场景中,超声波焊接的焊接强度可能无法完全满足要求,相较于一些传统的熔焊方法,如弧焊等,其焊接接头在极限强度方面可能存在一定差距。焊接过程无烟雾、有害气体排放,符合现代制造业绿色生产要求。
接头设计时,要确保焊接面能充分接触,以利于超声波能量的传递和材料的熔化融合。例如,在设计对接接头时,要保证两个对接面的平整度和垂直度,减少缝隙和错位;对于搭接接头,搭接长度要合理确定,过长会浪费材料,过短则焊接强度不足。同时,要考虑焊接过程中的应力分布,避免在接头处产生过大的应力集中,导致焊接部位出现裂纹等缺陷。在设计复杂结构的接头时,还需考虑超声波能量在不同部位的传播情况,通过合理的结构设计,确保能量均匀分布,实现高质量的焊接。医疗设备生产普遍采用超声波焊接,因其无菌化处理能力满足医疗级卫生标准。河北汽车超声波金属焊接机设备
消费电子产品外壳组装常采用超声波焊接,既保证气密性又维持外观完整性。四川医疗超声波金属焊接设备
超声波金属焊接原理与塑料焊接有所不同。在焊接时,既不向工件输送电流,也不施加高温热源,而是在静压力之下,将超声频率(超过16kHz)的机械振动能量传递到金属表面。通过表面氧化物的高压扩散和超声波振动引起的材料局部运动,使金属表面相互摩擦,产生的摩擦功、形变能及有限的温升促使金属原子间相互扩散,在母材不发生熔化的情况下实现固态焊接。像锂电池极片与极耳的焊接,就常采用超声波金属焊接技术,有效克服了电阻焊接时产生的飞溅和氧化等问题。四川医疗超声波金属焊接设备