超声波金属焊接原理及优点

超声波金属焊接原理：

超声波焊接是利用超声波发生器输出高频超声电能给超声振动系统，其振动系统中的换能器将超声频电能转换成纵向振动的机械能，并通过变幅杆将振动位移振幅放大并传给焊头（工具头或上声极），在静压力共同作用下，将被焊的金属件，化纤织物，高导电金属件，导线等连接起来。

超声波焊接的原理可分为超声塑料焊接和超声金属焊接两类，前者为声阻抗焊接，其焊头静压力与焊头振动方向平行并与焊件垂直，后者焊头静压力与焊头振动方向垂直，与焊件也垂直。通过高频摩擦，使被焊件温升、变形、塑性流动，它是一种特殊的固相连接。

金属超声波焊接的一个主要缺点是焊接需用功率随工件厚度及硬度的提高呈指数剧增，因而只限用于丝、箔、片等薄件。近年来已发明了超声波对焊方法，绝大多数情况下超声波焊只适用于搭接接头。

超声波金属焊接优点：

1）可适用于多种组合材料的焊接，很少有其它焊接方法具有如此广泛的可焊的材料组合范围。

2）由于是一种固相焊接方法，因而不会对半导体等材料引起高温污染及损伤。微电子器件中，半导体硅片金属细丝（Au、Ag、Al、Pt、Ta）的精密焊接是超声波焊接方法最重要，最成功的一个应用领域。

3）容易焊接高热导率及高电导率的材料。金、银、铜、铝等材料在电阻点焊中是比较难焊的，但在使用超声波焊接时，这些金属成为最容易焊接的几种材料。

4）与电阻点焊相比较，耗用功率仅为电阻点焊的5%左右。焊件变形小于3-5%。焊点强度及强度稳定性平均提高约15-20%。

5）对工件表面的清洁度要求不高，允许少量的氧化膜及油污等存在。甚至可以焊接带漆及聚合物薄膜的金属。根据这一特点，近年来发展了先胶后点焊的超声波胶点焊方法。

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