El principio de la soldadura ultrasónica de metales y sus aplicaciones comunes.
Como otro método de soldadura ultrasónica emergente después de la tecnología de soldadura ultrasónica de plástico-soldadura ultrasónica de metales, tiene ventajas que otros métodos de soldadura no pueden igualar en la soldadura de metales iguales y diferentes. La soldadura ultrasónica de metales no requiere fundente ni una fuente de calor externa, no se deforma debido al calor, no tiene tensión residual y no requiere un alto tratamiento previo a la soldadura en la superficie de la soldadura. No solo puede soldar el mismo tipo de metal, sino que también puede completar requisitos de soldadura más altos para metales diferentes y puede soldar láminas delgadas o alambres delgados en placas gruesas. La soldadura ultrasónica de buenos conductores consume mucha menos energía que la soldadura actual. La unión ultrasónica es una aplicación de baja potencia de la soldadura ultrasónica de metales y se utiliza a menudo para soldar transistores o conductores de circuitos integrados. Cuando se usa para sellar la soldadura de medicamentos y materiales explosivos, puede evitar la contaminación de los medicamentos causada por sustancias disueltas en el método de soldadura general y no causará una explosión debido al calor o las chispas. La soldadura ultrasónica de metales tiene muchas ventajas, como velocidad rápida, ahorro de energía, alta fuerza de unión, buena conductividad eléctrica, sin chispas y procesamiento de estado sólido.
La soldadura ultrasónica de metales se descubrió por accidente en la década de 1830. En ese momento, durante el electrodo de soldadura por puntos actual más la prueba de vibración ultrasónica, se descubrió que se podía soldar sin corriente, por lo que se desarrolló la tecnología de soldadura en frío ultrasónica de metales.
Principio de la soldadura ultrasónica de metales:
El proceso de soldadura ultrasónica de metales es principalmente para la vibración mecánica de alta frecuencia entre la interfaz de la pieza de trabajo a soldar bajo la acción de la presión de soldadura, que genera fuerza de corte y genera calor durante el proceso de fricción, lo que induce la deformación plástica, de modo que la pieza de trabajo logra una conexión de fase sólida. estado. El principio de soldadura ultrasónica de metales se muestra en la Figura 1. El generador ultrasónico convierte la corriente de frecuencia de potencia de 50Hz en una corriente resonante de 16-80 kHz, transfiere la corriente resonante al transductor ultrasónico a través del efecto piezoeléctrico inverso, la convierte en energía mecánica elástica , y luego amplifica la amplitud a través de la bocina, y finalmente la energía de vibración elástica se transfiere desde el sonotrodo superior a la pieza de trabajo. El sistema acústico es un conjunto compuesto por transductor, bocina, sonotrodo superior y mecanismo de sujeción. Cuando el sistema está funcionando, la frecuencia de la corriente oscilante en el generador es consistente con la frecuencia natural del sistema acústico, y todo el sistema está en resonancia. Mientras aplica presión a la pieza de trabajo, también transmite energía de vibración elástica, que finalmente se convierte en trabajo de fricción, energía de deformación y energía térmica entre las piezas de trabajo superior e inferior, lo que puede hacer que alcance el estado de soldadura en poco tiempo.
Ventajas de la soldadura ultrasónica de metales:
La soldadura ultrasónica de metales es una tecnología completamente nueva, y su investigación y aplicación aún se encuentran en la etapa de desarrollo, pero no hay duda de que es superior a la tecnología de soldadura tradicional en muchos aspectos, específicamente en los siguientes.
1. Baja presión y bajo consumo energético.
La mayor ventaja de la soldadura ultrasónica de metales a diferencia de la soldadura tradicional es su baja presión y bajo consumo de energía, lo que ahorra costos de energía en gran medida, y también puede soldar diferentes tipos de materiales metálicos juntos, rompiendo las limitaciones técnicas originales. El cuello de botella de la soldadura de metales diferentes no se puede realizar. Además, en el proceso de creación rápida de prototipos de piezas metálicas, se pueden incrustar algunos dispositivos funcionales para realizar materiales compuestos de matriz metálica inteligente, lo que no se puede lograr con la tecnología de soldadura tradicional.
2. Velocidad rápida y alta estabilidad.
La soldadura ultrasónica de metales puede garantizar el aumento de la velocidad de soldadura mediante el uso de soldadura por puntos y soldadura continua. No solo puede soldar materiales con diferentes propiedades físicas, sino que también se aplica a la gran diferencia de espesor y espesor que no se puede lograr con otras tecnologías y entre láminas de metal multicapa. Soldadura. Debido a su muy alta resistencia a las juntas de soldadura, tiene una buena estabilidad.
3. Procedimiento sencillo y alta precisión.
La tecnología de soldadura ultrasónica de metales puede garantizar la calidad del producto soldado con un procedimiento simple durante el proceso de soldadura. La simplicidad del procedimiento se refleja en los siguientes puntos: Primero, no necesita usar refrigeración por agua ni protección contra gas, y elimina la necesidad de soldar productos terminados. Proceso de tratamiento de descalentamiento; en segundo lugar, no se utiliza varilla de soldadura y el metal soldado no se calienta directamente, lo que reduce la pérdida de energía y evita problemas de calentamiento; finalmente, no es necesario agregar fundente, eliminando la necesidad de una limpieza posterior y protección ambiental del producto terminado. La soldadura ultrasónica de metales también utiliza un circuito electrónico de potencia, que puede lograr una soldadura de alta densidad a través del control eléctrico.
Aplicación de soldadura ultrasónica de metales:
En la actualidad, la soldadura ultrasónica de metales tiene cuatro aplicaciones principales: soldadura por puntos, soldadura por costura, mazos de cables y sellado de tubos, que se utilizan ampliamente en diversos campos como automóviles, refrigeración, energía solar, baterías y electrónica.
En la actualidad, las aplicaciones específicas de la soldadura ultrasónica de metales incluyen principalmente:
1. Soldadura de electrodos multicapa positivo y negativo de la batería de potencia; soldadura de malla de níquel y láminas de níquel de batería de níquel-hidrógeno;
2. Soldadura de lámina de cobre y lámina de níquel de batería de litio y batería de polímero; soldadura de papel de aluminio y láminas de aluminio; soldadura de láminas de aluminio y láminas de níquel;
3. arnés de cableado del automóvil; formación de alambre; soldadura mutua de alambre; varios alambres se sueldan mutuamente para formar un nudo de alambre; Se sueldan los alambres, cables y diversos componentes electrónicos, contactos, conectores y terminales de conversión de alambre de cobre y aluminio;
4. Células solares, paneles solares planos absorbentes de calor, soldadura de rollos de tubos compuestos de aluminio y plástico, empalmes de placas de cobre y aluminio;
5. Soldadura de contactos de alta corriente, contactos y láminas de metal diferentes, como interruptores electromagnéticos e interruptores sin fusibles;
6. Sellado de tuberías de cobre en refrigeradores, acondicionadores de aire y otras industrias; soldadura de tubos de cobre y aluminio para dispositivos de vacío, etc.
La soldadura ultrasónica de metales es una tecnología de procesamiento especial emergente, es superior a la tecnología de soldadura tradicional en muchos aspectos y tiene una amplia gama de aplicaciones en varios campos. Esta avanzada tecnología de soldadura no solo es una manifestación importante del progreso científico y tecnológico, sino también una importante contribución al desarrollo de la sociedad humana.
