超声波焊接：原理、设备、工艺流程、应用与优劣势详解
本文详解超声波焊接原理、工作、设备、应用、优缺点及图解。利用超声波/振动产热焊接。超声波指超出正常听觉范围振动波，约20-30 kHz。属固相焊接：无外部热源加热焊接。
超声波焊接
原理
基于超声波能量原理。超声振动在两工件接触面产生动态剪切应力。接触面局部塑性变形及摩擦发热，界面形成连接。
超声波焊接示意图
核心设备
电源
需高频高压电源，供换能器产生振动。
换能器
高频电信号转高频机械振动装置。连接焊头。采用换能器/压电换能器。
增幅器与变幅杆
换能器振动经增幅器放大传变幅杆。变幅杆将放大振动传递焊件。
夹具/夹紧装置
超声波焊接必备。用电/液/气/机械能固定工件于期望位置。
工作流程
- 高频电流经压电换能器转高频机械振动
- 振动经增幅器放大频率
- 放大振动经变幅杆传递接触焊件
- 形成搭接接头：一工件固定夹具，另一工件直接接触变幅杆，中等压力夹持
- 变幅杆向焊件传递高频机械振动
- 振动致界面振荡剪切力产生弹塑性变形
- 机械力摩擦产生局部温升，促进界面塑性变形形成坚固接头，工件不熔化、无填充金属
以下视频助理解：
优缺点评价
优势
- 易自动化、速度快
- 无外部热源形成高强度接头
- 洁净、表面质量好
- 可焊多种异种金属
- 无高热产生，无熔融金属溢出风险
劣势
- 不能焊厚硬金属(铝约2.5 mm厚度极限)
- 夹具工装成本高且需专用设计
- 换能器振动可能损坏电子元件
应用领域
- 核反应堆部件制造
- 汽车工业：钥匙、大灯部件、按钮、开关等
- 电子工业：电枢绕线、开关等
- 医疗器械：滤芯、口罩等洁净焊接件
以上为超声波焊接原理、工作、设备、应用、优缺点及图解全解析。疑问请评论，喜欢请分享社交网络。谢谢阅读。图片来源：https://science.howstuffworks.com/ultrasonic-welding1.htm
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