超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過(guò)程中機(jī)械損耗小)好的特點(diǎn),所以常用的材料為鋁合金及鈦合金,但超聲波金屬焊接要求焊頭耐磨損(要求較高的硬度),使材料的選擇變得比較困難,因?yàn)橛捕群晚g性似乎是天生對(duì)立的,這就要求我們選擇非常高要求的材料,我們選擇的優(yōu)質(zhì)鋼材料能夠比較好地解決這個(gè)矛盾,使焊頭的有效壽命盡量地提高。
超聲波金屬焊接機(jī)英文注釋:Ultrasonic metal welding machine,超聲波金屬焊接是19世紀(jì)30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)在作電流點(diǎn)焊電極加超聲振動(dòng)試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上,因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術(shù)。超聲波焊接雖然發(fā)現(xiàn)較早,但是到目前為止,其作用機(jī)理還不是很清楚。它類似于摩擦焊,但有區(qū)別,超聲焊接時(shí)間很短,溫度低于再結(jié)晶;它與壓力焊也不相同,因?yàn)樗拥撵o壓力比壓力焊小的多。一般認(rèn)為在超聲波焊接過(guò)程中的初始階段,切向振動(dòng)出去金屬表面的氧化物,并是粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過(guò)程而使接觸面積增大,同時(shí)使焊區(qū)溫度升高,在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下,相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí),即形成焊點(diǎn)。焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng),或超聲波振幅過(guò)大會(huì)使焊接強(qiáng)度下降,甚至破壞。
焊接機(jī)按材料主要分為:塑料焊接機(jī)和金屬焊接機(jī)兩種。應(yīng)用到的技術(shù)主要有:超聲波、高周波、等離子、電熱式、旋轉(zhuǎn)式等。
其中塑料焊接機(jī)用于焊接聚乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯、尼龍等熱塑性工程塑料板材或制品。作業(yè)時(shí),塑料焊條被熔融噴出,并使被焊接工件與之融合而粘結(jié)。在塑料設(shè)備的焊接和維修、塑料地板敷設(shè)、塑料管道連接、塑料瓶封口等作業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。
焊接保證了金屬的連續(xù)性。一方面,兩種金屬相互之間通過(guò)螺栓聯(lián)接或物理附著聯(lián)絡(luò)在一起,表現(xiàn)為一個(gè)強(qiáng)健的金屬整體,但這種聯(lián)接是不連續(xù)的,有時(shí)金屬的表面如果有氧化物絕緣膜,則它們甚至對(duì)錯(cuò)物理接觸的。機(jī)械聯(lián)接與焊接比擬的另一個(gè)缺陷是接觸面繼續(xù)發(fā)生氧化作用而致使電阻的添加。另外,顫動(dòng)和其他機(jī)械沖擊也可以使接頭松動(dòng)。焊接則消除了這些難題,焊接部位不發(fā)生相對(duì)移動(dòng),接觸面不會(huì)氧化,連續(xù)的導(dǎo)電方法得以堅(jiān)持。焊接是兩種金屬間的融合進(jìn)程,焊錫在熔融狀態(tài)下,將溶解有些與之相接觸的金屬,而被焊接的金屬表面則常常有一薄層焊錫不能溶解的氧化膜,助焊劑就是用來(lái)去掉這層氧化膜的。