超聲波金屬焊接機(jī)理

超聲波金屬焊接(UMW)它可用于焊接相同或不同的金屬材料，特別適用于電子、電氣、汽車和航空航天工業(yè)等具有廣泛工業(yè)應(yīng)用的延展性有色金屬。與激光和脈沖電弧焊等熔焊工藝相比，UMW避免形成脆性金屬化合物，成功解決多層高導(dǎo)電性和高反射性材料的焊接問題。此外，在熔融焊接過程中還存在金屬飛濺、孔隙和燃燒問題，通常需要保護(hù)氣體和氧氣，以確保焊接質(zhì)量。

UWM溫度通常只有0.3-0.5倍因此，上述熔焊工藝沒有任何質(zhì)量問題。UMW技術(shù)適用于鋁、鎳、銅、金、銀等有色金屬材料。UMW黑色合金質(zhì)材料，如黑色合金和較厚的有色金屬。

那么，超聲波焊接的機(jī)理是什么呢？本質(zhì)上，它是將金屬之間的距離壓縮到金屬之間的距離“原子間距”從而達(dá)到連接的水平。

一般來說，實(shí)現(xiàn)這一過程的方法有三種——單獨(dú)加熱、單獨(dú)加載、超聲波振動(dòng)和加載。例如，大型壓縮機(jī)通過施加足夠的熱熔化金屬將多個(gè)金屬壓縮在一起。

超聲波金屬焊接是三種方法中較有效的方法，大大降低了超聲波振動(dòng)的實(shí)現(xiàn)“原子間距”所需的載荷和熱量。只能少于30000N壓力，而且只有0.3-0.5金屬熔點(diǎn)的熱量為5倍，金屬焊接多達(dá)80層金屬箔。

超聲波金屬焊接有一個(gè)限制，即連接的金屬是延展性有色金屬（軟金屬）。除了施加負(fù)載和超聲振動(dòng)產(chǎn)生的少量熱量外，金屬還需要變形。這樣，金屬之間的距離就可以減少到“原子間距”的水平。

為什么金屬必須減少到“原子間距”為了達(dá)到有效焊接的水平？

我們知道有幾種連接機(jī)理：

?化學(xué)鍵/金屬鍵連接是共享雙方的自由電子

?共價(jià)鍵連接是共享電子對(duì)

?離子鍵連接是由自由電子形成的化合物

?物理連接是范德華在原子核之間的力量

?機(jī)械連接是通過螺栓等機(jī)械方式將物體組裝在一起

超聲波金屬焊接是利用范德華力和原子核之間的共享電子來連接的。為了實(shí)現(xiàn)超聲波金屬焊接，還必須消除阻礙焊接的表面附著物、金屬氧化物和材料雜質(zhì)。這就是為什么銅箔和鋁箔需要99.99%的純度，表面沒有油，氧化層不能太厚“阻礙”焊接。