什么是超声波焊接？

超声波焊接是一种高度创新的连接技术，它利用了高频振动波的力量。这些波浪精确地指向计划焊接的两个物体的表面。当同时施加压力时，一个引人入胜的过程就会展开。物体的表面会产生剧烈的摩擦作用，在微观层面上，这种摩擦作用会促使分子层融合，从而有效地将两种材料结合在一起。

该过程从超声波发生器开始，超声波发生器是将标准的50/60 Hz电流转化为高频能量的关键设备，通常在15、20、30或40 kHz范围内。然后，新转换的高频电能通过换能器，传感器再次将其转换为完全相同频率的机械运动，从而完成了一项了不起的壮举。然后，这种机械运动通过称为助推器的专用设备进行引导。该助推器具有独特的振幅调制能力，可确保在到达焊接尖端之前对运动进行优化。焊接尖端作为最后的导管，将接收到的振动能量传递到等待焊接的工件的接合区域。在这个关键区域，振动能量发生转换，通过摩擦机制转化为热能。产生的热量足以熔化金属，从而促进无缝焊接。

超声波焊接系统的主要组成部分非常全面。它包括用作电源和变频器的超声波发生器；传感器/增压器/焊接尖端组件，每个组件在能量传递和调制过程中起着至关重要的相互关联的作用；提供必要成型和支撑的模具；以及提供结构完整性和稳定性的框架。如下图所示：

超声波金属焊接原理

超声波金属焊接的基本原理是一种真正与众不同的专业方法。它利用超声波频率，特别是超过16 kHz的超声波频率的机械振动能量来建立金属之间的连接，无论它们是相同还是不同类型的金属。这种方法的与众不同之处在于其独特的操作模式。进行超声波金属焊接时，无需向工件提供电流，也不需要高温外部热源。取而代之的是，在静压的影响下，线框振动能量被巧妙地利用和转换。它演变为摩擦作用，在工件界面产生必要的热量，以及有助于成型和粘合的变形能量，同时温度上升有限但可控。这种在接头之间形成的冶金结合是一项了不起的成就，因为它代表了固态焊接工艺。换句话说，贱金属保持完好无损，无需熔化，从而有效地规避了传统电阻焊中常见的飞溅和氧化等问题。超声波金属焊接机能够对铜、银、铝和镍等有色金属的细线或薄板进行单点焊接、多点焊接和短条焊接，从而证明了其多功能性。

这种焊接方式具有两个突出的优势：极短的焊接时间，可提高生产率并缩短生产周期；以及高成本效益，使其成为许多工业应用的经济可行选择。

超声波金属焊接的优缺点

超声波金属焊接的好处是众多而显著的。首先，它的速度是一项重要资产。它能够快速完成焊接，这为大批量生产线带来了福音，从而缩短了周转时间。其次，它是一种节能工艺，与某些同类产品相比，它消耗的电力要少得多，这不仅环保，而且从长远来看还具有成本效益。它赋予的高熔融强度确保了焊接接头坚固可靠，能够承受各种机械应力。良好的导电性是另一个优点，使其适用于电流至关重要的应用。

不产生火花增加了安全因素，尤其是在可能存在易燃材料的环境中。此外，其近乎冷的加工特性意味着它可以最大限度地减少热引起的变形和基材变化，保持其原始特性。

但是，像任何技术一样，它确实有其局限性。主要缺点之一是焊接的金属零件不能过厚。通常，厚度限制在 5 mm 或以下，这可能会对需要更厚材料的某些应用构成限制。此外，焊点的大小也受到限制。较大的区域无法在单次焊接中有效地焊接，因此需要进行多次操作或采用其他技术。施压是另一个先决条件，这意味着需要安装适当的设备和控制机制，以确保在整个焊接过程中施加正确的压力。

尽管存在这些限制，但超声波金属焊接仍然是一种非常有价值的工艺。这是一个机械加工奇迹，因为在焊接过程中，焊接部件没有电流穿过，也不会形成与电焊相似的焊接电弧。这种电流和电弧的缺失消除了与热传导和电阻率相关的问题，使其成为有色金属材料的理想选择。它已证明其在焊接不同厚度的板材方面的功效，可适应不同制造场景的不同需求。

专注于金属连接技术

在金属连接技术领域，一支拥有先进知识和超声波焊接能力的汽车产品研发专家团队取得了显著的进步。他们精心开发了连接配对技术，这些技术牢固植根于相关的汽车标准，并精心量身定制，以满足客户的要求。通过一系列严格的反复验证，这些技术有效地缓解了与超声波焊接相关的技术缺陷。同时，在生产过程中，建立了有效的质量检验体系。该系统以精确和警惕的方式运行，确保生产线上出现的产品具有卓越的性能指标，达到甚至经常超过市场的预期。