制約國內超聲波金屬焊接技術發展的因素及發展方向
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制約國內超聲波金屬焊接技術發展的因素及發展方向

制約國內超聲波金屬焊接技術發展的因素及發展方向
作者:Rito
發布時間:2018-04-09
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關鍵詞:超聲波金屬焊接技術
廠家:無錫睿特超聲設備有限公司
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制約國內超聲波金屬焊接技術發展的因素:

1.換能器功率
換能器是超聲波焊接設備的核心部件,金屬超聲波焊接要求換能器有大的功率容量、長時間的小衰減。國內大部分公司的20KHz換能器往往只能承受約1500W的負載,這和國際上制造商的同類產品能達到5000W還存在很大的差距,國內也尚未有見到掌握大功率超聲波換能器的推-挽技術的報道。

2.超聲波發生器
穩定的超聲波發生器的要求必須具有頻率自動跟蹤功能,這樣可以保證換能器系統能夠始終工作在諧振狀態,即達到焊頭振幅的化。國內很多公司采用的是自激式的全橋或半橋電路,不具備頻率自動跟蹤的功能。這樣造成的問題是當電感及電容的參數確定時,發生器的諧振頻率就是個定值,不會隨著溫度或負載的變化而變化,而焊頭及換能器的頻率會隨著溫度及負載的變化而產生偏移,這樣,焊頭的振幅就會隨著頻率的偏移而大幅下降,這直接會導致焊接參數的變化,影響焊接穩定性。

3.焊頭材料的性能
超聲波金屬焊接要求有高度耐磨的焊頭,這樣就要求焊頭材料具有高硬度的性質,而超聲波焊接技術本身要求焊頭材料要有較好的韌性,這就造成了焊頭材料選擇上的矛盾。由于這些技術上的限制,目前國內大部分公司的焊頭還無法和歐美同類產品所使用的焊頭相媲美。

超聲波金屬焊接技術今后發展方向

我國超聲波金屬焊接技術起步較晚,很多都是簡單的對超聲波塑料焊接的原有技術進行的修改,正是由于兩者的技術差異,使得這種做法并不能真正滿足超聲波金屬焊接的技術要求。但是我們可以看到,近年來國內有關公司和相關科研人員通過不斷的技術攻關和自主研發,已經有一些產品能夠達到國外發達國家同類產品的水平。為了解決制約超聲波焊接裝備的關鍵技術,拓寬超聲波焊接技術的應用范圍,作者認為應該加強以下幾個方面的工作:

1.大功率換能器技術
超聲波金屬焊接對換能器的功率有很大的需求,設計和制造出大功率的超聲波換能器迫在眉睫。目前有一種推-挽式超聲波系統,能夠大幅提高換能器功率,值得我們更加深入的研究和改進。

2.焊頭材料
在超聲波金屬焊接過程中,如果焊頭的質量不能達到理想的水平,將會大大影響我們在生產和應用中的成本和產能。我們對超聲波金屬焊接所用焊頭的要求是既要有高硬度,又要具有良好的韌性,這樣才能保證焊頭的使用壽命。同時焊頭表面網紋的設計也在一定程度上影響焊接質量。因此想要保證焊頭的質量和壽命,我們不單要不斷選擇更加合適的焊頭材料,還可以從表面涂層或滲層技術、表面網紋設計等方面做更深入的研究。

3.超聲波電源技術
超聲波金屬焊接較超聲波塑料焊件而言,對于電源有了更為嚴格的要求。因此,設計和制造出更好的超聲波發生器對于提高超聲波金屬焊接質量的作用顯而易見。能夠頻率自動跟蹤的超聲波發生器技術還有很多需要改進的地方,這也將成為我們研究的重點。

4.超聲波焊接技術的推廣應用
超聲波金屬焊接技術是在超聲波塑料焊接技術之上發展起來的,但由于關鍵技術還存在一些問題,遠沒有像超聲波塑料焊接技術那樣獲得廣泛的應用,目前超聲波金屬焊接主要應用于汽車、制冷、太陽能、電池、電子等幾個領域。但是超聲波金屬焊接技術在金屬層狀復合材料制造領域的應用在我國還是一項空白,隨著我國超聲波金屬焊接技術的發展和關鍵技術的突破,相信超聲波金屬焊接在金屬層狀復合材料制造領域以及金屬快速增材制造領域將獲得推廣應用。

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