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超声波金属焊接机理

2022-09-13 13:37:39

超声波金属焊接(UMW)它可用于焊接相同或不同的金属材料,特别适用于电子、电气、汽车和航空航天工业等具有广泛工业应用的延展性有色金属。与激光和脉冲电弧焊等熔焊工艺相比,UMW避免形成脆性金属化合物,成功解决多层高导电性和高反射性材料的焊接问题。此外,在熔融焊接过程中还存在金属飞溅、孔隙和燃烧问题,通常需要保护气体和氧气,以确保焊接质量。

UWM温度通常只有0.3-0.5倍因此,上述熔焊工艺没有任何质量问题。UMW技术适用于铝、镍、铜、金、银等有色金属材料。UMW黑色合金质材料,如黑色合金和较厚的有色金属。

超声波金属焊接

那么,超声波焊接的机理是什么呢?本质上,它是将金属之间的距离压缩到金属之间的距离“原子间距”从而达到连接的水平。

一般来说,实现这一过程的方法有三种——单独加热、单独加载、超声波振动和加载。例如,大型压缩机通过施加足够的热熔化金属将多个金属压缩在一起。

超声波金属焊接是三种方法中较有效的方法,大大降低了超声波振动的实现“原子间距”所需的载荷和热量。只能少于30000N压力,而且只有0.3-0.5金属熔点的热量为5倍,金属焊接多达80层金属箔。

超声波金属焊接有一个限制,即连接的金属是延展性有色金属(软金属)。除了施加负载和超声振动产生的少量热量外,金属还需要变形。这样,金属之间的距离就可以减少到“原子间距”的水平。

超声波金属焊接

为什么金属必须减少到“原子间距”为了达到有效焊接的水平?

我们知道有几种连接机理:

•化学键/金属键连接是共享双方的自由电子

•共价键连接是共享电子对

•离子键连接是由自由电子形成的化合物

•物理连接是范德华在原子核之间的力量

•机械连接是通过螺栓等机械方式将物体组装在一起

超声波金属焊接是利用范德华力和原子核之间的共享电子来连接的。为了实现超声波金属焊接,还必须消除阻碍焊接的表面附着物、金属氧化物和材料杂质。这就是为什么铜箔和铝箔需要99.99%的纯度,表面没有油,氧化层不能太厚“阻碍”焊接。

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