件变形率一般低于3~5%。超声波焊缝的形成过程主要由震动剪切力、静压力和接头区的升温三个因素所决定。*超声波焊接中能量转换与传递过程电网~焊件超声波发生器磁致伸缩换能器聚能器上声极传振杆空气-传播超声波声能60~80kHz电磁振荡50kHz60~80kHz机械振动16~80kHz.改变方向16~80kHz.机械振动机械振动超声波焊点区的涡流状塑性流动层*超声波焊的两个阶段第一阶段预压阶段。由于上声极超声振动,使其与上焊件间产生摩擦而造成暂时连接,然后通过它们直接将超声波传到焊件接触面上,使其产生剧烈摩擦,清除表面油污、氧化物等杂质,露出纯净的金属表面,其振幅仅为几十微米。此阶段主要是摩擦过程,相对摩擦速度与摩擦焊相近。第二阶段焊接阶段,主要是应力应变阶段。切应力方向每秒钟将变化几千次,造成摩擦,当焊件造成局部连接后,振动应力和应变将成为金属间冶金结合的条件。即在结合面上产生联生晶粒,出现再结晶、扩散、相变或金属间结合等。局部温度可达金属熔点的35~50%。*超声波焊接原理示意图**(二)超声波焊接机理1、接触塑性流动层内机械嵌合在大多数超声波焊中出现,对连接强度起重要作用,在金属与非金属焊接时起主导作用。2、金属原子间的键合接头中常见的是显微组织在界面消失,而连接部位存在大量被歪曲的晶粒,其晶粒大小与原始晶粒度无明显差别,可认为是金属键的结合。3、焊接过程中的金属间物理冶金反应接头中存在由于摩擦生热而引起的冶金反应,如再结晶、扩散、相变及金属化合物的形成等。是有争议的问题:有人认为,焊接时间短(小于2s)再结晶、扩散、相变难以实现。4、也有人提出界面有微区熔化现象。*二、超声波焊的分类(一)根据超声波弹性振动能量转入焊件的方向不同分1、振动能量由切向转入焊件表面使界面产生相对摩擦,图a)。适用于金属材料的焊接;2、振动能量垂直于焊件表面方向转入焊件,图b)适于塑料的焊接。*
全文预览
