超聲波焊接的原理工藝及焊接過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析

　　超聲波焊接機(jī)是利用超聲波的振動(dòng)頻率來(lái)進(jìn)行物體的焊接，通過(guò)超聲波進(jìn)行物體焊接的設(shè)備有很多種，其中包括了氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、換能器和超聲波發(fā)生器、控制電路以及焊頭。超聲波焊接機(jī)的工作過(guò)程：首先，超聲波發(fā)生器將高壓電流轉(zhuǎn)化為高頻電能，其次被轉(zhuǎn)化的高頻電能通過(guò)換能器轉(zhuǎn)化為同等頻率的機(jī)械振動(dòng)，然后機(jī)械振動(dòng)再通過(guò)變幅桿的作用得到放大并傳遞到焊頭，最后焊頭將收到的振動(dòng)能量傳遞到焊接物體間的接合面上。

　　１超聲波焊接機(jī)的主要參數(shù)以及特點(diǎn)

　　從每個(gè)超聲波焊接機(jī)的參數(shù)來(lái)說(shuō)，大部分超聲波焊接的頻率都是在15KHz－40KHz左右，而超聲波焊接機(jī)主要的參數(shù)有焊接時(shí)所產(chǎn)生的壓力、振幅、焊接時(shí)所產(chǎn)生的時(shí)間、焊接功率以及超聲波頻率等。

　　１超聲波焊接機(jī)的焊接功率以及超聲波頻率

　　利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中，所產(chǎn)生的超聲波頻率并不會(huì)直接影響焊接物體的質(zhì)量，但是如果超聲波焊接時(shí)產(chǎn)生的頻率與超聲波焊接機(jī)變幅桿的所產(chǎn)生的基頻不協(xié)調(diào)的話，就會(huì)發(fā)出傷害人們耳朵的噪音，而其中所產(chǎn)生的較大的超聲波雜波不利于焊接工件的固定，甚至?xí)购附庸ぜw出從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。同時(shí)，對(duì)于超聲波焊接頻率的選擇要考慮到整個(gè)系統(tǒng)的諧振頻率，避免出現(xiàn)共振的現(xiàn)象。

　　２超聲波焊接的振幅

　　超聲波焊接機(jī)工藝參數(shù)的振幅是需要第一時(shí)間確定的，而超聲波焊接機(jī)所輸出的功率和焊接時(shí)所產(chǎn)生的振幅有著直接的關(guān)系。針對(duì)于焊接材料的不同也要選擇不同的振幅，其振幅的大小不僅與焊接材料的硬度有關(guān)，還和材料的屈服強(qiáng)度有關(guān)；對(duì)于焊接物體材料的不同，對(duì)選擇振幅的大小通常都是在１５μｍ－６０μｍ以內(nèi)。同時(shí)振幅的大小還和焊接設(shè)備的頻率、焊接形式等因素有關(guān)。

　　３超聲波焊接所產(chǎn)生的壓力以及所用的時(shí)間

　　利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中，焊接時(shí)的壓力對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度有著直接的影響。只有焊接壓力足夠的時(shí)候，才能夠保證焊接工件熔融區(qū)的結(jié)合，從而提高焊接的牢固性。但是如果焊接壓力過(guò)大的話就會(huì)導(dǎo)致熔融層的工件材料嚴(yán)重?cái)D出，從而使熔融層的厚度減小導(dǎo)致焊接的不牢固。焊接時(shí)所用的時(shí)間會(huì)直接決定焊接接口出所產(chǎn)熱量的多少，如果焊接時(shí)所用的時(shí)間不夠的話就會(huì)出現(xiàn)焊接材料熔融不到位、熔合不緊密的情況，從而導(dǎo)致焊接的不牢固；但是如果焊接時(shí)所用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話就會(huì)出現(xiàn)材料熔融過(guò)剩、焊接線以外的材料熔化的情況，從而導(dǎo)致焊接工作的失敗。因此，焊接時(shí)所用時(shí)間的多少會(huì)直接影響焊接接頭的牢固性。

　　4超聲波焊接焊線的選擇

　　超聲波焊接焊線的形式應(yīng)該根據(jù)焊接材料特點(diǎn)的不同以及焊接接口的不同來(lái)進(jìn)行選擇。超聲波焊接焊線的結(jié)構(gòu)形式有很多種，其中包括臺(tái)階式焊線、圍邊式焊線和三角形焊線等。依據(jù)所需焊線尺寸的不同來(lái)確定所需焊線的結(jié)構(gòu)形式，例如，焊線的尺寸過(guò)長(zhǎng)的話就會(huì)出現(xiàn)焊線不能夠全部的熔融、焊接接口不牢固的情況，從而導(dǎo)致焊接接口的強(qiáng)度低以及焊接接口不美觀；同樣如果焊線的尺寸過(guò)短的話就會(huì)導(dǎo)致焊接接口處的熔融材料不夠，降低焊接的牢固性。因此，超聲波焊接焊線的結(jié)構(gòu)形式以及尺寸大小都會(huì)影響超聲波焊接的質(zhì)量。

　　使用超聲波焊接機(jī)初期階段的過(guò)程中，其中對(duì)選擇超聲波焊接工藝參數(shù)的不合適，就出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題并提出解決的方法，具體有以下幾個(gè)方面：

　　１焊接的熔融材料擠出量

　　利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中，在焊接接口通過(guò)振動(dòng)能量所產(chǎn)生熱能的影響下，首先超聲波焊接焊線進(jìn)行熔融，其次焊接線在超聲波焊接壓力的作用下在焊接面的空隙中鋪展開(kāi)，然后在焊接面之間就會(huì)形成一種熔融塑料的層次，最后等熔融塑料*冷卻凝固之后，使兩個(gè)物體工件的焊接面結(jié)合在一起。在wan美的焊接工作中，超聲波焊接焊線的全部融化正好鋪展在整個(gè)焊接面的空隙之中，這樣得到的焊接牢固性有保證，同時(shí)焊接接口具有美觀性。但是當(dāng)焊接振幅過(guò)大以及焊接所用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況下，通過(guò)振動(dòng)能量所產(chǎn)生的熱量就會(huì)超過(guò)熔融焊接線時(shí)所需的熱量，從而導(dǎo)致超聲波焊接焊線以外的工件材料融化，如果再加上焊接壓力較大的話就會(huì)使熔融層的工件材料嚴(yán)重?cái)D出，從而導(dǎo)致焊接的不牢固。

　　２焊接的預(yù)壓力

　　在焊接的過(guò)程中，在兩個(gè)焊接工件的焊接面上要有一個(gè)預(yù)壓力從而能夠提高焊接的牢固性。焊接壓力是通過(guò)振動(dòng)能量而產(chǎn)生兩個(gè)物體之間的摩擦，但是焊接所產(chǎn)生的壓力大小對(duì)所產(chǎn)生的摩擦力大小有直接的影響，從而會(huì)對(duì)產(chǎn)生熱量的速度有一定的影響。兩個(gè)工件之間的焊接是通過(guò)焊接所產(chǎn)生的壓力來(lái)進(jìn)行對(duì)焊接線的熔融，使其在焊接面的空隙中鋪展開(kāi)，并且要保持這個(gè)焊接所產(chǎn)生的壓力在熔融材料冷卻凝固之前，才能夠形成美觀的焊接接口。

　　３焊接的質(zhì)量

　　焊接的牢固性的強(qiáng)度是判斷焊接質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。焊接線材料熔融量的過(guò)多與過(guò)少、鋪展在焊接面熔融材料的過(guò)多與過(guò)少以及在熔融材料冷卻凝固之前焊接預(yù)壓力的過(guò)大過(guò)小都會(huì)影響焊接的牢固性，從而降低了焊接的質(zhì)量。要提高焊接牢固性的強(qiáng)度，就需要合理的把握焊接線材料的熔融量多少、鋪展在焊接面的熔融材料多少以及在熔融材料冷卻凝固之前焊接預(yù)壓力的大小，從而保證焊接的質(zhì)量，使焊接接口更加的美觀。