超聲金屬焊接過程對焊接質量的影響分析
超聲波金屬焊接是由超聲電源發出超聲能,進而通過換能器轉換為機械振動能,在和靜壓力的雙重作用下,向焊件輸入能量使金屬材料發生連接。評定焊接效果的好壞,一般的評判標準是焊接件的連接拉力值,焊接表麵效果及微觀金屬元素的結合情況等,而這些都與焊接過程的每一個步驟密不可分。
超聲波金屬焊接過程對焊接質量的影響分析
超聲波金屬焊接的加工時主要由三個階段構成。第一個階段是工具頭下壓到超聲電源發波階段,此時焊件材料疊加固定在焊接機的粘板上,在靜壓力和機械振動力雙重作用下使能量傳遞到焊件中;第二個階段是超聲電源輸出能量到電源關閉,這個階段是焊接加工的主要環節。壓力作用使焊件的上表麵與上聲極工具頭的齒狀麵接觸,下表麵與底板的齒狀麵接觸,上聲極的橫向振動帶動各個接觸麵產生摩擦。從顯微角度觀察焊件材料,其除了母體本身的金屬外,表麵還依次附著著氧化膜層、吸附膜層以及水氣膜層等。因此當產生摩擦時,附著在金屬表麵上的膜層會先去除掉,然後再有金屬原子間的鍵合;第三個階段是超聲電源關閉,工具頭繼續保壓一段時間後抬升工具頭。在這個階段最為關鍵的是工具頭保壓焊件,這個過程避免了拉扯發生而影響連接效果。
影響焊接效果的條件分析
焊接效果能否達到要求。首先是傳遞給焊接件的能量是否準確,如果給予焊件的能量超過需求值時會導致焊件焊穿焊爛,相反則會導致焊件連接不牢固。因此,焊接機在設計過程中,必須考慮在加工時設定好能量值的情況下,工作過程不會出現電源在沒有負載時就發波輸出能量,而真正輸入焊件的能量值卻很少。其次,焊件的焊接效果還與施加在焊件的靜壓力值有很大的關係。如果壓力值太小,會導致工具頭與焊件之間一直處於粘-滑的狀態,大量的能量消耗在上聲極,焊件及砧板之間的摩擦上,而真正傳入焊件的能量小於需求值,最終導致焊接效果不好的現象。因此在加工焊件的時候,必須確定好焊件材料對於壓力值的需求並提前設定好。最後,焊接上聲極的工具頭及下聲極砧板的樣式也直接影響著焊接效果。焊接上聲極工具頭的麵積一般小於焊件及砧板的麵積,這能確保超聲電源輸出的能量能夠在相同的靜壓力下傳入焊件中。