Чи можна зварювати метал ультразвуковими хвилями?

Ультразвукові хвилі можуть зварювати метали. Звичайне ультразвукове зварювання металу можна розділити на точкове зварювання, кільцеве зварювання, шовне зварювання та зварювання дротом.
1. Точкове зварювання. Вібраційну систему апаратів для точкового зварювання можна розділити на систему поздовжньої вібрації (легка конструкція), систему вібрації на згин (важка конструкція) і систему вібрації на легкий згин на основі стану вібрації верхнього звукового стрижня. Легка конструкція підходить для невеликих апаратів точкового зварювання потужністю менше 500 Вт, важка конструкція підходить для кіловатних зварювальних апаратів високої потужності, а система легкої вібрації на вигин підходить для зварювальних апаратів середньої та малої потужності. Обидва мають переваги обох вібраційних систем.
2. Кругове зварювання. При використанні кругового методу зварювання замкнутий зварний шов можна утворити за один прийом, а також використовується система крутильних коливань. Під час процесу зварювання амплітуда вібрації має симетричну лінійну залежність відносно осі акустичного стрижня, з нульовою амплітудою в осьовій області та максимальною амплітудою на краю контактної площадки. Очевидно, що кільцеве зварювання є найбільш підходящим процесом упаковки для мікроелектронних пристроїв.
3. Зварювання дротом. Зварювання дротом можна розглядати як розширення методів точкового зварювання. Цей метод передбачає отримання лінійного шва довжиною 150 мм через лінійний верхній акустичний стовп. Цей спосіб підходить для лінійного запечатування фольги.
4. Шовне зварювання. Вібраційну систему машини для шовного зварювання можна класифікувати за станом вібрації її колодок;
А - Система поздовжньої вібрації;
B-згинальна вібраційна система;
С - системи крутильних коливань та інші типи.
Серед них a і b є більш поширеними. Напрямок вібрації його контактних площадок перпендикулярний до напрямку зварювання. Напрямок вібрації c паралельний напрямку зварювання. Шовне зварювання дозволяє отримати герметичний безперервний зварний шов. Зазвичай заготовку затискають між верхньою і нижньою накладками. В особливих випадках можна використовувати акустичний стовп з плоским дном.

Розширювальні матеріали:
Ультразвукове зварювання металів - це спеціальний метод з'єднання однакових або різних металів за допомогою енергії механічних коливань ультразвукової частоти. Під час ультразвукового зварювання метал не подає струм до заготовки і не застосовує джерело високої температури до заготовки. Він лише перетворює механічну енергію у внутрішню під дією статичного тиску, енергії деформації та обмеженого підвищення температури. Твердофазне зварювання відбувається, коли два основні матеріали досягають температури рекристалізації. Таким чином, він ефективно долає такі явища, як бризки та окислення під час контактного зварювання. Апарати для ультразвукового зварювання металу можуть виконувати одноточкове зварювання, багатоточкове зварювання та зварювання коротких смуг тонкого дроту або тонких листових матеріалів із кольорових металів, таких як мідь, срібло, алюміній та нікель.
Введення в ультразвукове зварювання металів
Ультразвукове зварювання металу відноситься до одноточкового зварювання, багатоточкового зварювання та зварювання коротких смуг міді, срібла, алюмінію, нікелю та інших металевих тонких дротів або тонких листових матеріалів. Він зазвичай використовується для зварювання металевих деталей, таких як керовані кремнієві дроти, запобіжники, електричні дроти, електроди літієвої батареї та електродні вушка.
Методи ультразвукового зварювання металу можна розділити на чотири типи: точкове зварювання, рулонне зварювання, джгути дротів і герметизація труб, які широко використовуються в різних сферах, таких як автомобілі, холодильна техніка, сонячна енергія, батареї та електроніка.
Фактори, що впливають на ультразвукове зварювання металів
Фактори, які впливають на ультразвукове зварювання металу, включають тиск, енергію/час, амплітуду, зварювальну головку, процес, матеріал та інші параметри.
1. Фактори тиску
Зварювальний тиск істотно впливає на якість зварних з'єднань, причому зі збільшенням тиску міцність зварних з'єднань спочатку підвищується, а потім знижується. Зварювальний тиск змінить опір ковзанню зварювальної поверхні. Менший тиск зварювання призведе до меншого опору ковзанню межі розділу, що робить енергію, що генерується тертям, недостатньою для формування ефективного з’єднання на межі розділу; Надмірний зварювальний тиск призводить до надто глибокого притискання головки інструменту, що призводить до взаємного зчеплення зварювальних металів розділу та впливає на відносний рух розділу, що перешкоджає подальшому з’єднанню металів розділу та призводить до погіршення механічних властивостей зварного шва. суглоб. Тому відповідні параметри зварювального тиску є вирішальними для якості зварювання.
2. Фактори енергії/часу
Тривалість зварювання безпосередньо впливає на витрату енергії під час процесу зварювання та безпосередньо впливає на ефект зварювання. Час зварювання занадто короткий, вхідна енергія недостатня, а через недостатнє тертя важко сформувати ефективні точки зварювання; Зі збільшенням часу зварювання взаємне тертя викликає підвищення температури, і матеріал заготовки починає розм’якшуватися. Оксидна плівка на межі зони зварювання пошкоджується, і відбувається пластична деформація, яка може утворити хороше з’єднання; Коли час зварювання продовжується, зварювальна головка схильна до утворення глибоких слідів на поверхні заготовки, що негативно впливає на ефект зварювання. Крім того, надмірний час зварювання може легко призвести до зчеплення між зварювальною головкою та заготовкою, що зварюється;
3. Амплітудний коефіцієнт
Вібраційна система, що утворюється між заготовкою та заготовкою під час ультразвукового зварювання, безпосередньо впливає на миттєву швидкість вібрації поверхні заготовки, що в кінцевому підсумку впливає на виділення тепла тертям і пластичну деформацію, а також впливає на якість зварювання.
4. Коефіцієнт зварювальної напору
Зварювальна головка є ключовим компонентом ультразвукового зварювання металу. Під час процесу зварювання зварювальна головка повинна щільно охоплювати заготовку під тиском, щоб механічна вібрація, створювана ультразвуковим зварювальним апаратом, могла передаватися на поверхню заготовки для утворення твердофазного з’єднання.
Різні площі зварювальної головки можуть призвести до різного розподілу зварювального тиску під час процесу зварювання, тобто межа з’єднання має різні напруги, що призводить до різних сил тертя під час процесу зварювання, що призводить до різного виділення тепла під час тертя, що призводить до різної заготовки. температури під час процесу зварювання та, зрештою, впливають на якість з’єднання.
Коли площа зварювальної головки однакова, прямокутні зварювальні головки виробляють сильнішу пластичну деформацію, ніж круглі зварювальні головки; Коли форма зварювальної головки однакова, більша зварювальна головка може викликати сильнішу пластичну деформацію в зоні зварювання. Коли площа зварювальної головки однакова, кругові зварювальні головки, швидше за все, видавлюють матеріал заготовки нижче зварювальної головки, утворюючи глибші поглиблення; Коли форма зварювальної головки однакова, менша зварювальна головка створює більший тиск у зоні контакту поверхні заготовки, що призводить до глибших поглиблень.
5. Інші фактори
Фактори, які впливають на ефективність ультразвукового зварювання, включають: процес виготовлення осередку (ламінування або намотування), товщину одношарового вуха та матеріал вуха, товщину та матеріал вушного проводу кришки, товщину та матеріал вуха, область зварювання, форму зварювального знака, параметри зварювання, чистота поверхні тощо