超声波金属焊接基础知识
金属超声波焊接原理
金属超声波焊接原理
金属超声波焊接是一种利用超声波的振动能量实现金属材料的焊接的方法。
其原理是通过超声波传导介质的作用，将两个金属件通过振动碰撞实现焊接。
首先，超声波振动器会产生高频的振动能量。
这种能量被传导介质（常为液体或气体）吸收后，会引起介质分子的震动与摩擦。
这个传导介质通常被称为媒界，它能传递超声波振动能量到需要焊接的金属表面。
当超声波振动能量传入到金属表面时，由于金属结构的导电性和材料的内在阻抗，能量会转化为热能，使金属表面局部升温。
在金属局部升温的同时，超声波振动也会引起金属表面的微小振动和位移。
当两个金属件被夹紧在一起时，这种微小振动和位移能够有效地对焊接接头施加压力和摩擦力，使金属表面的氧化物层被打破，金属表面直接接触。
金属接触面的高温、高压和摩擦作用共同作用下，可以使金属原子之间的结合力得到破坏，从而实现金属原子层之间的扩散和相互结合。
随着振动时间的延长，金属原子之间的结合力得以恢复，形成一体化的焊接接头。
通过金属超声波焊接，可以实现金属材料间的无损焊接。
这种焊接方法具有焊接速度快、焊接接头强度高、焊接接头的组织状态良好等优点，在航空、汽车、电子等领域有广泛的应用。
超声波焊接技术
超声波金属焊接技术详解定义：超声波金属焊接利用高频振动波传递到需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
原理：超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将机械能转变为内能、形变能及有限的温升。
两母材达到再结晶温度下发生的固相焊接。
在超声焊接过程中，换能器把高频电信号转化为超声振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到待焊金属表面，界面金属氧化膜在一定的压力和超声振动的剧烈摩擦作用下破碎，界面洁净金属接触并在摩擦和超声软化的共同作用下，进一步产生塑性流动和扩散使连接面积逐渐增大最终形成可靠的连接。
系统组成：一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器/换能器/变幅杆/焊头三联组/模具和机架。
超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。
被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。
焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将需要焊接的部件区域熔化。
焊接过程：过渡阶段为清除焊件表面膜和氧化物的短暂过程，稳定阶段为界面产生相互扩散并使相互扩散稳定的过程。
在过渡阶段，焊件表面氧化物膜由于强烈磨擦作用破碎，此时磨擦为主要热源，工件温度升高使工件材料屈服强度降低，有利于工件表面氧化膜破碎及发生塑性变形，对接头形成有重要作用。
稳定阶段，金属接触表面变得平滑后摩擦作用减弱，热量由于产生塑性变形而在焊接界面聚集，在此过程中的热量是由工件的塑性变形过程产生，工具头施加的压力致使界面原子之间产生作用力而形成的金属连接过程。
工艺参数的影响：超声金属焊接过程的主要工艺参数有焊接压力、焊接能量/时间、工具头振幅和工具、头齿纹与尺寸等。
超声波金属焊接机原理
超声波金属焊接机原理一、引言超声波金属焊接机是一种利用超声波振动能量将金属材料焊接在一起的设备。
它具有高效、环保、节能等优点，被广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。
本文将详细介绍超声波金属焊接机的原理。
二、超声波的产生及特点1. 超声波的产生超声波是指频率大于20kHz的机械振动波。
在超声波金属焊接机中，通过电能转换为机械能，再通过振动器将机械能转化为超声波。
振动器通常采用压电陶瓷材料制成，当施加电场时，会发生压电效应从而产生振动。
2. 超声波的特点超声波具有高频率、短波长、高能量密度等特点。
由于其频率高于人类听觉范围，因此不会对人体造成伤害。
同时，由于其短波长和高能量密度，可以在焊接过程中快速加热并使金属材料达到熔点从而实现焊接。
三、超声波金属焊接的原理1. 原理概述超声波金属焊接是一种利用超声波振动能量将金属材料焊接在一起的技术。
其原理是通过振动器将电能转化为机械能，再将机械能转化为超声波，使工作头产生高频振动。
当工作头与被焊接材料接触时，会产生摩擦热并使材料达到熔点，从而实现焊接。
2. 焊接过程超声波金属焊接过程主要包括以下几个步骤：（1）清洁被焊件表面：清除被焊件表面的油污、氧化物等杂质。
（2）固定被焊件：将被焊件固定在夹具上以保证其不会移动。
（3）加压：通过气缸或液压系统施加压力，使工作头与被焊件紧密贴合。
（4）加热：启动超声波发生器，产生高频振动并传递给工作头。
工作头与被焊件之间的摩擦热会使材料达到熔点。
（5）冷却：停止超声波振动并冷却焊接区域，使焊缝固化。
3. 焊接参数超声波金属焊接的参数包括振幅、频率、压力和时间等。
其中，振幅是指工作头在超声波振动中的最大位移量，频率是指每秒钟振动的次数，压力是指施加在工作头上的力量，时间是指焊接持续的时间。
这些参数会影响到焊接质量和效率。
四、超声波金属焊接机的优点1. 高效超声波金属焊接机采用高频振动能够快速加热材料并实现焊接，因此具有高效的特点。
超声波金属焊接基础知识
一、超声波金属焊接基础知识1、原理超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。
2、焊接优点:1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。
2)、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零.3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。
4)、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料.5）、焊接无火花，环保安全。
3、超声波金属焊接适用产品：1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。
.2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。
3)、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。
4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。
5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。
6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。
7)、金属管的封尾、切断可水、气密.4、振幅参数振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。
因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
5、频率参数任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn)的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。
超声波金属焊接
超声波金属焊接一、超声波金属焊接基础知识1、原理超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。
2、焊接优点：1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。
2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。
3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。
4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。
5）、焊接无火花，环保安全。
3、超声波金属焊接适用产品：1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。
.2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。
.3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。
4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。
5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。
6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。
7）、金属管的封尾、切断可水、气密。
4、振幅参数振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。
因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
5、频率参数任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。
金属超声波焊接
金属超声波焊接随着工业技术的不断发展，金属焊接技术也在不断改进和更新。
金属超声波焊接作为一种新型的金属焊接技术，因其高效、高质、低能耗、无污染、无损伤、无需填充金属等优点，逐渐被广泛应用于航空、汽车、电子、船舶、电力、仪表等领域，成为金属焊接领域的一种重要技术。
一、金属超声波焊接的原理金属超声波焊接是利用超声波振动产生的热能和塑性变形的特点，使金属材料在高压下产生塑性变形，达到焊接效果。
金属超声波焊接系统包括超声波振动系统和焊接系统两部分。
超声波振动系统由振动源、振动放大器、振动工具和夹具等组成。
焊接系统由压力机、压头和控制系统等组成。
超声波振动系统通过振动源产生高频机械振动，通过振动放大器将高频机械振动转换成大振幅、小位移的振动，传递给振动工具。
振动工具通过其振动部分的共振，将振动能量传递到被焊接的金属件上。
金属件在振动的作用下，产生塑性变形，达到焊接的目的。
二、金属超声波焊接的优点1.高效：金属超声波焊接的焊接速度快，可以在几毫秒到几秒钟内完成一次焊接，比传统的焊接方法快几倍甚至十几倍，大大提高了生产效率。
2.高质：金属超声波焊接的焊接质量高，焊缝均匀、密实、无气孔、无裂纹，焊接强度高，能够满足高强度、高可靠性的要求。
3.低能耗：金属超声波焊接的能量消耗低，焊接时只需用到很小的焊接力和能量，不需要预热，不会产生大量的热量和电磁辐射，从而降低了能源消耗。
4.无污染：金属超声波焊接不需要使用焊接剂和填充金属，不会产生任何有害物质，不会对环境造成污染，符合环保要求。
5.无损伤：金属超声波焊接不会对焊接材料造成损伤，不会影响其性能和寿命。
6.无需填充金属：金属超声波焊接不需要填充金属，不会产生气孔、夹杂物等缺陷，从而提高了焊接质量和效率。
三、金属超声波焊接的应用1.航空航天领域：金属超声波焊接可以用于飞机、航天器等金属结构件的焊接，如翼梁、机身、机翼等。
2.汽车工业：金属超声波焊接可以用于汽车结构件的焊接，如车身、车门、车架等。
超声波焊接知识大全
超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，接下来就为大家详细的讲解一下，希望对大家有所帮助。
1、超声波金属焊接原理超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16KHz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升。
接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接．因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。
2、超声波塑料焊接原理超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。
又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。
3、熔接法以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。
4、埋植借着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出。
5、铆焊铆焊法指的是振动的焊头压制物品的突起处使其热熔为铆钉状，从而使两物体机械铆合。
6、点焊点焊指的是对于焊线不易设计的物体进行分点焊接，，同样可达到熔接效果。
7、成型本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。
新栋力超声点焊培训资料
第一章：超声波金属焊接机工作原理一、焊接原理简介：换能器把超声频大功率振荡信号，变换成相应频率的机械能，施加到需焊接的金属片的界面，使金属片相合处瞬间生热，进而使金属晶格中的粒子激活，使金属片相合处的分子相互渗透而焊接在一起。
超声波点焊机是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。
其中超声波发生器是一个变频装置，将工频电流改变为超声波频率的振荡电流，换能器则依靠“压电效应”将发生器馈入的超声波频率电能转换成机械振动能。
增幅器是用来放大振幅并用来耦合负载，焊件是在静压力及弹性振动能量的共同作用下，将弹性振动能量转变成工件间摩擦能、形变能和热能，致使两工件表面形成一层表面氧化膜，从而达到摩擦焊接。
当不同的金属材料焊接时，会形成混合分子界面，产生冶金焊接。
二、电路结构：超声波金属焊接机采用开关电源方式，属于D类放大。
第二章：超声波金属点焊机结构图1、超声波发生器（详细阅示意图）2、超声波机头（详细阅示意图）说明：以上个别元件会因焊接工艺不同，功能元件选用稍有改变。
例如数显继电器和PLC装置分别是使用于需要二次超声波和不需要二次超声波功能的工艺。
如需要二次超声波选用PLC装置。
超声波金属点焊机外观结构图机型图一：机型图二第三章：超声波金属点焊机操作规程及安装步骤一、工作调整1、按图示正确接线。
2、正确接入工作电源线，启动复位开关，风扇转动。
3、按“超声测试”红色按纽（接触时间必须小于1秒），观察“过载灯”，若灯亮时，说明设备有故障或频率调整不当，若灯不亮并且电流表指示在空载测试2A以内为正常（注意：空载电流偏小于2A为准，手摸模具，有油滑的感觉，听声音清脆。
）若超出2A时请重新调整频率至合符要求方可投入使用。
调节频率请打开机箱右侧小门内的频率跟踪按纽，慢速转动调节，模拟类似于调节收音机频道方法调节。
4、按下“超声测试”，如果按第3、方法处理都无法合符要求，电流表指针大于2A时，用电笔检查换能器或模具是否带强电，若带强电，表示换能器线接反，需调整后才能使用。
钢焊缝--超声波探伤培训
焊缝超声波探伤（一）超声波探伤基本原理焊接结构件的超声检测技术是利用超声波在材料中的传播特性非破坏性地检测焊缝内部的各种缺陷的方法。
1、超声波及其波形超声波是在弹性介质中传播的机械波，频率超过人耳能听到的物体振动的声音的频率范围，即大于20000Hz。
超声波检验常用的频率范围是0.5～10MHz。
超声波检验常用的超声波波形（声振动质点振动的模型）有纵波（压缩波）、横波（剪切波）、表面波（瑞利波）和板波（兰姆波）。
（1） 纵波（L）当弹性介质受到交替变化的拉应力或压应力作用时,就会产生交替变化的伸长或压缩形变，质点产生疏密相间的纵向振动，并在介质中传播，质点的振动方向与波的传播方向相同，如图4-1所示，这种波称为纵波，又称压缩波。
固体、液体、气体能在拉深或压缩时均能发生变形，所以都能传播纵波。
（2） 横波（S）固体介质既具有体积弹性，又具有剪切弹性。
当固体介质受到交变剪切应力作用时，将发生相应的剪切形变，介质质点产生具有波峰和波谷的横向振动，这时质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，如图4-1所示，这种波称为横波，又称为剪切波。
由于液体和气体（统称流体）中只具有体积弹性，而不具有剪切弹性，所以，在流体中不能传播横波。
图4-1 纵波、横波（3） 表面波（R）当固体介质表面受到交替变化的表面张力作用时，质点在介质表面的平衡位置附近作椭圆轨迹的振动，这种振动又作用与相邻的质点而在介质表面传播，这种波称为表面波，又称为瑞利波，如图4-2所示。
表面波可以看作是一种特殊的“横波”，仅限于材料的表面传播，表面波的能量随传播深度的增加而迅速减弱，当传播深度超过两个波长的深度时，表面波的能量已经很小了，故表面波只能发现距工作表面2倍波长深度的缺陷。
图4-2 表面波（4） 板波板波是在薄板状固体（含细棒材等）中传播的超声波，声波的波动情况较为复杂，它包含有纵波和横波的分量。
在板波的传播中，按板中振动波节的形式分为对称型（S型）和非对称型（A型）两种。
金属超声波焊接原理
金属超声波焊接原理一、引言金属超声波焊接是一种常用的金属焊接方法，它利用超声波的振动能量使金属零件发生塑性变形，从而实现焊接。
本文将从超声波焊接的原理、设备和应用等方面进行详细介绍。
二、超声波焊接原理超声波焊接的原理是利用高频振动能量将金属零件的表面摩擦加热，使其达到焊接温度，然后施加一定的压力使金属零件发生塑性变形，最终实现焊接。
具体原理如下：1. 超声波的产生超声波是指频率超过20kHz的声波，它是通过压电晶体的振动产生的。
压电晶体在电场作用下会发生压缩和伸长，从而产生机械振动，进而产生超声波。
2. 超声波的传导超声波在金属中的传导速度较快，传导过程中会发生反射和折射现象。
当超声波传播到金属接触面时，部分能量会被反射回来，而另一部分能量会通过金属传导到达焊接区域。
3. 摩擦加热当超声波传导到达焊接界面时，由于金属材料的摩擦阻力，能量会被转化为热能，从而使金属表面温度升高。
这种摩擦加热的现象可以有效地提高焊接区域的温度，为后续的塑性变形提供条件。
4. 塑性变形当金属表面温度达到一定程度时，施加一定的焊接压力，金属零件会发生塑性变形。
在塑性变形的过程中，金属表面的氧化物和污染物会被挤出，从而使金属接触更紧密，焊接效果更好。
5. 冷却固化在金属零件发生塑性变形后，停止超声波的振动，金属表面温度开始降低，从而使金属重新固化。
这个过程需要一定的时间来保证焊接接头的强度。
三、超声波焊接设备超声波焊接设备主要由超声波发生器、换能器、焊头和控制系统等组成。
1. 超声波发生器超声波发生器是产生超声波的核心部件，它通过电能转换为机械能，从而产生高频振动。
2. 换能器换能器是将超声波的机械振动转换为金属零件的振动能量的装置。
它通常由压电晶体和共振器组成。
3. 焊头焊头是将超声波振动能量传递给金属零件的部件。
它通常由钛合金制成，具有良好的耐磨性和导热性能。
4. 控制系统控制系统用于调节超声波的频率、振幅和焊接时间等参数，以确保焊接质量。
超声波金属焊接技术--SonicTech
＊调节参数全数字化控制及多种系统保护功能
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B.高品质换能器
一个适合于焊接金属的高品质换能器必须具备最基本的 两项参数，以20KHZ换能器为例： ★动态阻抗≤2Ω ★品质因数(Qm值):9000-10000 高品质换能器还决定于芯片材料的选择和严格的安装工 艺，我司换能器芯片采用德国进口压电陶瓷，转换效率 非常高，我司20KHZ的换能器带负载能力达5KW以上。
大功率超声波金属点焊机
型号：CX-20DB 机架尺寸：150×550×330mm 工作频率：20KHZ 标称功率容量：5KW 工作电压：220V~/50HZ 工作气压：0.05MPa-0.6MPa 用途：多层铜箔/铝箔焊接，多层镍片焊接，铝转镍 大面积电池极耳焊接（max：120mm2焊铜）等 适用电池行业工艺焊接，电子电气零部件焊 接。
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超声波金属焊接三大核心技术 A.超声波发生器
＊频率自动跟踪技术：
频率自动跟踪技术是超声波金属焊接 技术中最基本、最关键的一项技术。 没有掌握这门技术的，对于研发超声 波金属焊接工艺来说，根本没有入门。 下面详细阐述这技术所发挥的作用。 设备在静态时，超声波振动杆（换能器、二级杆、焊头）与超声波发生器的谐振 频率皆为ƒ0如图（1）所示，静态时ƒ0在正弦曲线中所对应的振幅达到峰值，但设 备在工作时，超声波振动杆的谐振频率是会发生动态变化的，此时振动杆振动频 率已变为ƒ1 ，发生器的谐振频率还是ƒ0如图（2）所示，如果ƒ0不能及时追踪到ƒ1 所处位置时，振动杆的振幅就不能达到最大化，ƒ1 在正弦曲线上所对应的振幅只 有最大振幅的约一半（或更小），而且ƒ1 是一个动态值，说明在工作时当ƒ0与ƒ1 不能保持一致时，超声波振动杆的振幅会急剧下降，而且不能保持稳定。所以频 率自动跟踪技术是保证设备工作稳定的关键技术，它能保证超声波振动杆随时工 作于谐振状态，维持振幅的稳定，也就能保证焊接质量的稳定。
焊接工艺的超声波焊接技术要点
焊接工艺的超声波焊接技术要点超声波焊接技术是一种新兴的焊接方法，在工业生产中得到了广泛应用。
本文将详细介绍超声波焊接技术的要点，并分析其在焊接工艺中的重要性。
一、超声波焊接技术简介超声波焊接技术是一种利用高频振动产生的能量来实现金属焊接的方法。
传统的焊接方法通常是通过高温熔化金属来实现焊接，而超声波焊接则是通过高频振动产生的机械能来实现焊接。
这种焊接方法具有焊接速度快、热影响区小、焊接接头牢固等优点，因此在汽车制造、电子设备、医疗器械等领域得到了广泛应用。
二、超声波焊接的工艺要点1. 声波源选择超声波焊接的关键是选择合适的声波源。
常见的声波源包括换能器、声波振动头等。
选择合适的声波源可以提高焊接效率和质量。
2. 材料选择与准备超声波焊接技术适用于焊接各种金属材料，如铝、铜、不锈钢等。
在进行超声波焊接前，需要对待焊接材料进行表面处理，确保其表面干净、无油污等。
3. 焊接参数的调节超声波焊接的质量和效率与焊接参数的设置密切相关。
主要参数包括振幅、压力、焊接时间等。
不同材料和焊接要求需要不同的参数设置，需要根据具体情况进行调节。
4. 焊接接头设计超声波焊接接头的设计对焊接质量至关重要。
合理的接头设计可以确保焊接接头的强度和密封性。
常见的接头形式包括普通接头、搭接接头、凸缘接头等。
5. 焊接设备的选择选择合适的超声波焊接设备对焊接质量和效率起到重要作用。
常见的设备包括超声波焊接机、振幅检测仪等。
根据焊接需求选择适合的设备，并保证设备的正常运行。
三、超声波焊接技术在焊接工艺中的重要性1. 提高生产效率超声波焊接技术具有焊接速度快的特点，可以大大提高生产效率。
与传统焊接方法相比，超声波焊接技术不需要预热，焊接时间短，适用于大批量生产。
2. 降低热影响区超声波焊接技术焊接时只在焊接接头产生热量，其他部分几乎不受热影响。
这种焊接方法可以避免材料的热变形和氧化，降低了焊接接头的应力和变形。
3. 提高焊接质量超声波焊接技术焊接接头强度高、密封性好，可以保证焊接质量。
超声波焊接培训资料
一.超声波焊接机的工作原理人的听力只能听到振动频率在20HZ－16KHZ的声音,超出此范围的振动叫超声波。
超声波焊接机的工作频率在18KHZ－20KHZ,其工作过程如图：电源控制箱内的电路,将50HZ的市电变频到20kHZ的高频电,并输送到换能器,其作用可将高频电能转变成同频率的机械振动,并传送到放大器上 ,将振动的振幅放大,最后在集能器的作用下,进一步放大,并将能量作用在与其紧密相连的®Tip©上,由Tip把能量传给焊接区内的铜线，这样焊接区内的铜线之间产生同样的高频振动,金属材料中的分子获得动能,活动加剧,在各金属表面之间相互渗透,从而使金属紧密的结合在一起.其优点：焊接时只产生局部高温,能保持较好的导电性能,且无需任何焊剂,焊料,干净经济.二.焊接的机构及工作过程焊接区的组成机构示意图：Tip工具头的构成主要是由Tip,Anvil Guide, Anvil,Gather tool 四个部件构成.焊接时,将线垂直排列紧,贴着Anvil Guide,脚踏开关后, Gather tool向 Anvil 方向移动,同时Anvil Guide连接Anvil一同向下移动,将线紧紧压在焊接区域内,Tip产生振动,将能量传递给铜线,从而使线束焊接在一起,在焊接时,除Tip振动外,其他工具头都是不动的,焊接完成后, Gather tool 退回, Anvil退回 (XL机),同时 Anvil Guide升起,从而可取出线束,由于Tip是振动的,而其他工具头是固定不动的,为防止各工具头与Tip之间形成焊接而损坏焊接机,从而损坏焊接机,固Tip上表面与Gather tool底面, Anvil侧面与 Anvil Guide侧面留0.025mm的间隙.使Tip不能与其他工具头相互接触,这些间隙之间也不能留有碎铜等杂物,否则焊接时会造成工具头工作表面燃蚀,严重时可损坏电路板.***由于超声波振动是由Tip产生的,其能量是由Tip传递到Anvil的,故越靠近Tip能量越大,并且能量是上向下传递的,故放置线时应将粗线放在最下端,贴近Tip面,较细的线依次向上垂直排列,这样可使粗线获得大的能量,从而防止过焊或焊接不足,而垂直排列可防止侧面焊接,从而保证焊接质量.***三.操作步骤A Schunck Minic Automatic（有电脑显示器的sonic机）1.生产前检查检查设备联接是否良好,各按钮是否可用及电线有无破损,气源有无漏气,确保气压应在6-8bar之间,各安全保护装置是否完好. 检查自检牌与放行牌并做好日常保养表里面的内容.2.操作步骤2.1.打开主电源开关.根据显示屏上的显示来进行操作.2.2. 击MENU 进入系统操作界面。
超声波金属焊接机培训资料
焊头下降
• 二超声测试模式 该模式用于检查露于空气中处于空载状态下的换能器/变幅器/焊 头焊头组件的消耗功率和工作频率，同时也能够测试焊头是否正 常，若焊头异常即使在空载状态下亦可能产生过载报警。 1.观察并确认系统处于“就绪”状态； 2.按下“超声测试”键并保持一段时间，此时系统已进入超声测 试模式； 3.观察前面板液晶显示屏幕上的功率显示，此时所显示的功率即 为处于空载状态下的换能器/变幅器/焊头焊头组件的消耗功率； 若系统显示过载报警，有可能需要对系统进行故障检查； 4. 松开“超声测试”键，并且按下BWe/t超声波发生器前面板 上的“Back/Esc.” 键，此时系统退出超声测试模式而回到“就 绪”状态，液晶显示屏幕上的菜单也切换为主菜单中的某一项；
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后面板各主要控制功能说明
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1. 射频输出接口/RF Connector —用以连接必能信特殊设计的4TR 型换能器。 2. 用户输入/输出接口/User I/O Connector — 方便用户从外部控制设备对该 系统进行控制，并提供了非常灵活的可由用户自定义的输出信号 3. 发生器/机架控制接口/Actuator Interface Connector — 提供了就绪、超声、 报警、外部复位、外部电磁阀驱动以及多路+24V DC 电源输出等输入/输出信 号，从而实现BWe/t 型超声波发生器对40MA-B机架的自动控制。 4. RS232 串行通讯接口/Serial RS232 Connector —为用户提供了用远程终 端采集数据的可能。
电池用超声波金属焊接系统的操作
• 工作模式 一 焊头下降模式 该模式用于检查您的焊头与模具是否对齐，操作步骤如下： 1. 观察并确认系统处于“就绪”状态； 2. 按下位于BWe/t超声波发生器前面板上的“Horn Down”键， 可以看见液晶显示屏幕上的菜单也切换至“Horn Down”，此时 系 统已进入焊头下降模式； 3. 按下40MA-B机架上的左/右启动开关（或是脚踏式启动/急停 开关组件中的“启动”开关），并保持到触发信号启动(可听到 “嘀”的一声)，此时焊头下降并保持与模具接触的状态； 4. 要使焊头回到起始位置并进入“就绪”状态，松开左/右启动 开关（或是脚踏式启动/急停开关组件中的“启动”开关）即可。
超声焊接工艺知识培训
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超声焊接操作技巧与注意事项
操作技巧
选择合适的工具和参数
根据材料类型和厚度选择合适的超声波焊接 机，并调整适当的功率、时间和振幅。
控制压力与热量
适当的压力和热量分布是确保焊接质量的关 键，需根据实际情况进行调整。
材料对齐与定位
超声波传播
超声波通过焊头传递到待焊接工件表面，使工件表 面产生剧烈摩擦和压缩。
金属键合
在摩擦和压缩的作用下，工件表面金属原子间形成 金属键，实现工件的连接。
超声焊接的特点与优势
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高效快速
超声焊接速度快，能够实现高 效的生产。
节能环保
超声焊接的能耗较低，且无污 染，符合绿色制造的要求。
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超声焊接设备与工具
超声波发生器
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作用
产生高频振动，提供超声波能量。
类型
晶体管、电子管、集成电路等。
调节参数
输出功率、频率、波形等。
换能器
作用
将超声波发生器产生的振动转换为机械振动。
材料
压电陶瓷、钛酸钡等。
连接方式
夹紧式、插入式、一体式等。
焊头与焊针
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作用
传递超声波能量，实现工 件间的连接。
确保待焊接材料紧密贴合，无错位，以获得 更好的焊接效果。
操作熟练度
通过实践不断提高操作熟练度，以实现高效、 高质量的焊接。
安全注意事项
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佩戴防护眼镜
操作过程中，应佩戴专业的防 护眼镜，以防飞溅伤害。
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接是一种利用超声波振动来实现材料固态焊接的高新技术。
其原理是通过特殊的超声波振动系统将超声波能量传递到金属工件表面，使金属表面颗粒间的原子间距减小，从而实现金属原子间的扩散和结合，最终实现金属焊接的目的。
超声波金属焊接的原理主要包括以下几个方面：
1. 超声波振动系统：超声波金属焊接是通过超声波振动系统产生的超声波能量来实现的。
超声波振动系统通常包括发生器、换能器和焊接头。
发生器产生高频电信号，通过换能器将电信号转换成机械振动，最终通过焊接头将超声波能量传递到金属工件表面。
2. 超声波传递：超声波能量通过焊接头传递到金属工件表面后，会引起金属表面颗粒的微小振动，使金属表面颗粒间的原子间距减小。
这种微小振动会引起金属表面颗粒间的原子扩散，从而实现金属原子间的结合。
3. 金属原子扩散：金属表面颗粒间的原子扩散是超声波金属焊接的关键步骤。
在超声波作用下，金属表面颗粒间的原子会发生扩散运动，相互间的结合力得到增强，最终实现金属焊接。
4. 结合效果：通过超声波金属焊接，金属原子间的扩散和结合会形成均匀、牢固的焊接接头。
超声波焊接能够实现金属焊接接头的微
观结构调控，提高焊接接头的质量和强度。
超声波金属焊接具有焊接速度快、焊接接头质量高、焊接过程无污染等优点，被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
随着科技的不断发展，超声波金属焊接技术将会得到进一步完善和推广，为金属焊接领域带来新的发展机遇和挑战。
超声焊接金属材料
超声焊接金属材料超声焊接是一种利用超声波能量将金属材料连接在一起的焊接方法。
它通过将高频超声波振动传递给金属材料，使其表面颗粒之间发生摩擦，从而产生热量，使金属材料软化并形成焊接接头。
超声焊接具有焊接速度快、焊缝质量高、对金属材料影响小等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
超声焊接的原理是利用超声波在金属材料中的传播和吸收特性。
超声波是一种频率高于20kHz的机械波，它通过振动传递能量，并在材料中产生摩擦热。
在超声焊接过程中，超声波振动由焊接头传递到金属材料上，产生的摩擦热使材料发生塑性变形，然后冷却固化形成焊接接头。
超声焊接的焊接头一般采用钛合金或陶瓷材料，由于其高频振动的特性，能够有效地传递能量并产生摩擦热。
超声焊接可以用于焊接各种金属材料，包括不锈钢、铝合金、铜、钛等。
焊接接头的强度取决于金属材料的性质和焊接参数的选择。
一般情况下，焊接接头的强度可以达到金属材料的80%~90%。
超声焊接的焊接速度快，一般每秒钟可以焊接数十次，因此在大规模生产中具有较高的效率。
超声焊接可以应用于许多工业领域，例如汽车制造、电子设备、航空航天等。
在汽车制造中，超声焊接常用于焊接汽车零件，如发动机零件、车身结构等。
在电子设备制造中，超声焊接常用于连接电子元件，如电路板、芯片等。
在航空航天领域，超声焊接可以用于焊接飞机零件，如机翼、机身等。
超声焊接是一种非常重要的金属材料连接技术，它具有许多优点。
首先，超声焊接的焊接速度快，可以提高生产效率。
其次，超声焊接的焊缝质量高，焊接接头的强度可以达到金属材料的80%~90%。
此外，超声焊接对金属材料的影响较小，不会引起材料的变形或损坏。
因此，超声焊接在工业生产中得到广泛应用。
超声焊接是一种利用超声波能量将金属材料连接在一起的焊接方法。
它具有焊接速度快、焊缝质量高、对金属材料影响小等优点，并在汽车制造、电子设备、航空航天等领域得到广泛应用。
通过不断研究和改进，超声焊接技术将会在未来的工业生产中发挥更加重要的作用。
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接是在低温下采用超声波技术将两种金属材料进
行快速熔接连接的方式，是一种新的连接技术。
它可以有效地把加工成型后的金属零件快速地组装成机械组件，并且能达到传统焊接工艺的承载强度。
超声波金属焊接的原理是：利用超声波技术，将超声波能量传递给待焊接的两种金属材料，使其表面产生动能，从而将两种金属材料变得软，然后进行熔接。
超声波能量传递时间在几秒钟到几十秒内，主要取决于超声波的功率和表面涂层的厚度，因此它可以有效地避免金属材料因高温而发生的变形、烧伤、材料表面破坏等。
超声波焊接可以满足复杂的设计要求，比如复杂的结构零件的熔接，可以很方便地将它们根据不同的应用需要进行熔接，而且可以保证连接结构的质量，以及连接结构的强度和稳定性。
超声波金属焊接也可以用于实验室的喷锡工作，例如将细小的晶片加工成实际使用的电子元件，以及将许多小的金属零件组装成大的机械组件。
由于超声波金属焊接能有效避免因高温而发生的变形、烧伤、材料表面破坏等问题，使得它相比于传统焊接工艺更安全可靠，更加环保，成为一种更实用的连接技术。
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超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理超声波金属焊接是一种利用超声波振动能量来实现金属材料的焊接的技术。
它是利用超声波振动传递到工件表面，使得工件表面产生高频振动，从而产生摩擦热，将工件表面金属材料局部加热至熔点，然后在一定的压力下进行焊接，实现金属材料的连接。
超声波金属焊接技术具有焊接速度快、热影响区小、焊接接头强度高等优点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛应用。
超声波金属焊接的原理主要包括超声波振动传递、摩擦加热和压力焊接三个方面。
首先，超声波振动传递是通过超声波振动器将电能转换为机械能，产生高频振动，然后将振动能量传递到工件表面。
工件表面的金属材料在超声波振动作用下产生微小的振动，使得工件表面产生摩擦热。
摩擦加热是超声波金属焊接的关键步骤，它使得工件表面局部加热至熔点，形成熔池。
最后，在一定的压力下进行焊接，使得熔池充分融合，实现金属材料的连接。
超声波金属焊接技术的优点在于焊接速度快。
由于超声波振动传递的能量高效，使得工件表面局部加热速度快，从而实现了焊接速度的提高。
与传统的焊接方法相比，超声波金属焊接可以大大缩短焊接时间，提高生产效率。
另外，超声波金属焊接的热影响区小，这意味着在焊接过程中，工件周围的热影响范围较小，可以减少材料的变形和焊接接头的变质，保证焊接接头的质量。
同时，由于焊接过程中局部加热，还可以减少材料的氧化和变质，提高焊接接头的质量和强度。
总的来说，超声波金属焊接技术是一种高效、快速、高质量的焊接方法，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，超声波金属焊接技术将在更多领域得到应用，为工业生产带来更多的便利和效益。
希望本文的介绍能够帮助读者更加深入地了解超声波金属焊接的原理和优点，为相关领域的工作者和研究人员提供一些参考和借鉴。
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一、超声波金属焊接基础知识
1、原理
超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。
2、焊接优点：
1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。
2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。
3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。
4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。
5）、焊接无火花，环保安全。
3、超声波金属焊接适用产品：
1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。
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2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。
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3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。
4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。
5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。
6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。
7）、金属管的封尾、切断可水、气密。
4、振幅参数
振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。
因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
5、频率参数
任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。
发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。
6、节点
焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。
节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑。
7、网纹
超声波金属焊接通常会在焊接位表面，底座表面设计网纹，网纹设计的目地在于防止金属件的滑动，尽可
能将能量传递到熔接位。
网纹设计一般有方形、菱形、条形网纹。
黄金手饰等金属包覆焊头与底座根椐要求不能设计纹路，网纹的大小与深浅根据具体的焊接材料要求来确定。
8、加工精度
超声波焊头因为工作于高频振动情况下，应尽量保持一个对称设计，以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动（我们所用于焊接的焊头利用的是超声波振动的纵向传递，对于整个谐振系统而言），不均衡振动能导致焊头发热及断裂。
超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的，对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高，我们所有的加工设备均采用数控设备（如加工中心等），这样才能保证加工出来的精度符合要求。
9、使用寿命
一只焊头的使用寿命关键决定于两个方面：一、材料，二、工艺
材料方面：超声波焊接要求金属材料有柔顺性好（声波传递过程中机械损耗小）好的特点，所以最常用的材料为铝合金及钛合金，但超声波金属焊接要求焊头耐磨损（要求较高的硬度），使材料的选择变得比较困难，因为硬度和韧性似乎是天生对立的，这就要求我们选择非常高要求的材料，我们选择的优质钢村料能够比较好地解决这个矛盾，使焊头的有效寿命尽量地提高。
工艺方面:包括有加工工艺及后续处理工艺，加工工艺在前面已详细描述过，后续处理包括热处理及参数的修整，基于我公司选择的材料，我们有独创的热处理工艺去保证；在每一个焊头制作完成后，单独都要进行参数的测定及调整，以保证出品。
二、故障分析
1、发热
焊头在工作时会有一定的发热现象，这是由于材料本身的机械损耗及焊件发热传导所致。
焊头发热是否正常判断标准为不带负载（即不接触工件）时，连续发射超声波半小时以上，温度不能够超过50-70℃，如发热历害，证明焊头已损坏或材料不合格，需要更换。
2．啸叫
当焊头工作时出现啸叫时，应分析以下原因：
① 安装螺丝是否已松动
② 焊头是否产生裂纹
③ 焊头是否和不应接触的物件相接触。
2、过载
当发生器发出过载警报时，应按如下步骤进行检查：
① 空载测试，如工作电流正常，则可能是焊头接触到不应接触的物件或焊头与焊座之间的参数调节出现故障。
② 空载测试不正常时，应首先观察焊头是否有裂纹，安装是否牢固，然后拆下焊头再进行空载测试，排除是否是换能器＋变幅杆出现问题，一步步进行排除。
排除掉换能器＋变幅杆出现故障的可能性后，将新的焊头拆换以判断。
③ 有时会出现空载测试正常，而不能正常工作的情况，有可能是焊头等声能原件内部发生变化，导致声能传递不畅，这里有一个比较简单的判断方法：手触摸法。
正常工作的焊头或变幅杆表面工作时振幅是非常均匀的，手摸上去是丝绒般的顺滑，当声能传递不畅时，用手摸上去会有气泡或毛刺的感觉，这时就要采用排除法去排除有问题的部件。
发生器不正常时，也能产生同样的情况，因为正常来说检测换能器输入波形时应为顺滑的正弦波，当正弦波上有尖峰或不正常波形时也能产生这种现象，这时可以用另外一整枝声能元件替换以判别。