超声波金属焊接机的工作原理_超声波金属焊接机技术要求

　　超声波金属焊接机是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早，但是到目前为止，其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动除去金属表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。焊接时间过长，或超声波振幅过大会使焊接强度下降，甚至破坏。

　　超声波金属焊接机的工作原理

　　超声波金属焊接机是通过高频的机械振动对非铁磁性的金属物料工件进行焊接。在焊接过程中，将其中一个工件固定，另一个工件以20/40kHz的频率在其表面进行循环往复的振动，同时对工件施加压力，使工件间形成一种牢固的结合，从而达到焊接的效果。整个焊接过程可以被精确地控制，同时不会在金属表面产生多余的热量，焊接牢度强。

　　超声波金属焊接机是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给超声波焊接机转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。

　　超声波金属焊接机的焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置，振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料。

　　超声波金属焊接机技术要求

　　1、高功率容量、稳定的超声波发生器

　　稳定的超声波发生器首先要求为：频率自动跟踪。频率自动跟踪能保证换能器系统能工作在谐振状态，即焊头振幅的最大化。采用频率自动跟踪技术，更换模具及工作时无须调频，才是用于金属焊的基本要求。有可调电感手动调频率的设备，基本都满足不了要求。

　　稳定的超声波发生器还要要求：恒振幅功能及振幅的无级可调。恒振幅功能，它能保证焊接的一致性，为稳定生产的关键；振幅的无级可调是保障设备用途的基本，例如在同一设备上通过参数调整既能焊铜，也能焊铝材料。

　　高功率容量：金属焊相对于塑料焊，要求高的能量密度，必然有相对高的功率容量，如20kHz的机器，基本上要求3000W以上的功率容量。很多公司对于功率容量经常出现虚假标称，那我们只需和他们所做的塑料焊机比较一下即可，因为塑料焊机标称太高是无人信的。

　　2、高品质焊头

　　金属焊作为工业用途，必然要求高寿命的焊头。

　　3、高品质换能器

　　如20kHz的换能器，必须能长期承受3kw以上负载。很多公司的换能器，用普通塑料焊的换能器，外观上很难分辨，这是不负责任的做法。

　　4、优质控制系统

　　具有焊接能量、时间、高度三种基本控制模式，多种质控软件满足不同需求。