特种焊接技术第六单元精品文稿.ppt
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1、特种焊接技术第六单元第1页,本讲稿共58页6.1 超声波焊概述o超声波焊接(ultrasonic welding,USW)是两焊件在压力作用下,利用超声波的高频振荡,使焊件接触表面产生强烈的摩擦作用,以清除表面氧化物并加热焊件而实现焊接的一种固态焊接方法。第2页,本讲稿共58页6.1 超声波焊概述o6.1.1 超声波焊基本原理o6.1.2 超声波焊的种类o6.1.3 超声波的特点及应用第3页,本讲稿共58页6.1.1 超声波焊基本原理o一、基本原理一、基本原理 o二、接头形成过程二、接头形成过程 第4页,本讲稿共58页一、基本原理一、基本原理第5页,本讲稿共58页第6页,本讲稿共58页二、接头
2、形成过程二、接头形成过程 o1振动摩擦阶段 o2温度升高阶段 o3固相接合阶段 第7页,本讲稿共58页第8页,本讲稿共58页6.1.2 超声波焊的种类o根据超声波弹性振动能量传入焊件的方向,超声波焊可分成两类:一类是振动能由切向传递到焊件表面而使焊接界面之间产生相对摩擦。o超声波焊接的接头必须是搭接接头,根据接头焊缝的形式,金属超声波焊可分为点焊、缝焊、环焊和线焊等几种类型。第9页,本讲稿共58页第10页,本讲稿共58页1.点焊点焊 o焊接时焊件在圆柱状的上下声极压紧下实施焊接的,每次完成一个焊点。o按能量传递方式分,点焊可分为单侧式和双侧式。o按振动系统分,点焊可采用纵向振动系统、弯曲振动系
3、统以及介于两者之间的轻型弯曲振动系统。第11页,本讲稿共58页第12页,本讲稿共58页2.环焊环焊 o用于一次成形的封闭形焊缝,能量传递采用的是扭转振动系统。第13页,本讲稿共58页第14页,本讲稿共58页3缝焊缝焊 o焊件夹持在圆盘状上、下声极之间,连续焊接获得局部相互重叠的焊点,从而形成一条连续焊缝。o根据圆盘状声极的振动状态,超声波缝焊可分为纵向振动、弯曲振动和扭转振动三种形式。第15页,本讲稿共58页第16页,本讲稿共58页4线焊线焊 o线焊是利用线状上声极或将多个点焊声极叠合在一起,在一个焊接循环内形成一条直线焊缝,也可以看成是点焊的一种延伸。第17页,本讲稿共58页6.1.3 超声
4、波的特点及应用o一、超声波焊的特点一、超声波焊的特点 o二、超声波焊的应用范围二、超声波焊的应用范围 第18页,本讲稿共58页一、超声波焊的特点一、超声波焊的特点o1可焊材料范围广 o2特别适用于金属箔片、细丝以及微型器件的焊接 o3焊件不熔化,焊接温度相对较低,焊件变形小 o4被焊金属表面氧化膜或涂层对焊接质量影响较小 o5与电阻点焊比较,耗电功率小 o6操作简便、焊接速度快、生产效率高等优点 第19页,本讲稿共58页二、超声波焊的应用范围二、超声波焊的应用范围 o1电子工业 o2电器工业 o3包装工业 o4航空航天及核能工业 o5塑料工业 o6其他应用 第20页,本讲稿共58页6.2 超声
5、波焊的工艺设备o6.2.1 超声波焊的工艺o6.2.2 超声波焊设备第21页,本讲稿共58页6.2.1 超声波焊的工艺o一、接头设计一、接头设计 o二、焊件表面准备二、焊件表面准备 o三、上声极的选用三、上声极的选用o四、焊接参数的选择四、焊接参数的选择 第22页,本讲稿共58页一、接头设计一、接头设计o1边距e o2点距s o3行距r 第23页,本讲稿共58页第24页,本讲稿共58页二、焊件表面准备二、焊件表面准备o超声波焊时,对焊件表面不需进行严格清理,因为超声振动本身对焊件表面层有破碎清理作用。o焊件表面被严重氧化或已有锈蚀层,焊前仍需清理,通常采用机械磨削或化学腐蚀方法清除。第25页,
6、本讲稿共58页三、上声极的选用三、上声极的选用 o上声极所用的材料、端面形状和表面状况等会影响到焊点的强度和稳定性。o焊接铝、铜、银等较软金属的声极材料较多采用高速钢、滚珠轴承钢;o焊接钛、锆、高强度钢及耐磨合金常采用沉淀硬化型镍基超级合金等作为上声极。第26页,本讲稿共58页四、焊接参数的选择四、焊接参数的选择 o1.焊接功率焊接功率 第27页,本讲稿共58页2.振动频率振动频率 第28页,本讲稿共58页3振幅振幅 第29页,本讲稿共58页4.静压力静压力 第30页,本讲稿共58页5.焊接时间焊接时间 o焊接时间是指超声波能量输入焊件的时间。o焊接时间的选择随材料性质、厚度及其他焊接参数而定
7、,高功率和短时间的焊接效果通常优于低功率和较长时间的焊接效果。o上述几个焊接参数之间并不是孤立的,而是相互影响、相互关联,应统筹考虑。第31页,本讲稿共58页6.2.2 超声波焊设备o一、超声波焊接设备的组成超声波焊接设备的组成 o二、部分国产超声波点焊机的型号及技术参二、部分国产超声波点焊机的型号及技术参数数 第32页,本讲稿共58页一、超声波焊接设备的组成超声波焊接设备的组成 第33页,本讲稿共58页1超声波发生器超声波发生器 o超声波发生器是用来将工频(50Hz)电流变换成1560kHz的振荡电流,并通过输出变压器与换能器相匹配。o超声波发生器必须与声学系统相匹配才能使系统处于最佳状态,
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