常見的超聲波焊接有哪些

常見的超聲波焊接可分為點(diǎn)焊、環(huán)焊、縫焊及線焊；近年來，雙振動(dòng)系統(tǒng)的焊接和超聲波對(duì)焊也有一定的應(yīng)用。

縫焊 與電阻焊中的縫焊類似，超聲波縫焊實(shí)質(zhì)上是由局部相互重疊的焊點(diǎn)形成一條連續(xù)焊縫。縫焊機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)按其滾輪振動(dòng)狀態(tài)可分為縱向振動(dòng)、彎曲振動(dòng)以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)三種形式（圖6）。其中最常見的是縱向振動(dòng)形式，只是滾輪的尺寸受到驅(qū)動(dòng)功率的限制。縫焊可以獲得密封的連續(xù)焊縫，通常焊件被夾持在上下滾輪之間，在特殊情況下可采用平板式下聲極。

線焊 它是點(diǎn)焊方法的一種延伸，利用線狀上聲極，在一個(gè)焊接循環(huán)內(nèi)形成一條狹窄的直線狀焊縫，聲極長(zhǎng)度就是焊縫的長(zhǎng)度，現(xiàn)在可以達(dá)到150mm，這種方法最適用于金屬薄箔的封口。

點(diǎn)焊 點(diǎn)焊是應(yīng)用最廣的一種焊接形式，根據(jù)振動(dòng)能量的傳遞方式，可以分為單側(cè)式、平行兩側(cè)式和垂直兩側(cè)式。振動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)上聲極的振動(dòng)方向也可以分為縱向振動(dòng)系統(tǒng)、彎曲振動(dòng)系統(tǒng)以及介于兩者之間的輕型彎曲振動(dòng)系統(tǒng)。功率500W以下的小功率焊機(jī)多采用輕型結(jié)構(gòu)的縱向振動(dòng)；千瓦以上的大功率焊機(jī)多采用重型結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)系統(tǒng)；而輕型彎曲振動(dòng)系統(tǒng)適用于中小功率焊機(jī)，它兼有上述兩種振動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。

環(huán)焊 環(huán)焊方法如圖5所示，主要用于一次成形的封閉形焊縫，能量傳遞采用的是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)。焊接時(shí)，耦合桿4帶動(dòng)上聲極5作扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，振幅相對(duì)于聲極軸線呈對(duì)稱分布，軸心區(qū)振幅為零，邊緣位置振幅最大。該類焊接方法最適合于微電子器件的封裝工藝，有時(shí)環(huán)焊也用于對(duì)氣密性要求特別高的直線焊縫的場(chǎng)合，用來代替縫焊。由于環(huán)焊的一次焊縫的面積較大，需要有較大的功率輸入，因此常常采用多個(gè)換能器的反向同步驅(qū)動(dòng)方式。

雙超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的點(diǎn)焊：上下兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的頻率分別為27kHz和20kHz（或15kHz），上下振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)方向相互垂直，焊接時(shí)二者作直交振動(dòng)。當(dāng)上下振動(dòng)系統(tǒng)的電源各為3kW時(shí)，可焊鋁件的厚度達(dá)10mm，焊點(diǎn)強(qiáng)度達(dá)到材料本身的強(qiáng)度。雙超聲波振動(dòng)系統(tǒng)多用于集成電路和晶體管細(xì)導(dǎo)線的焊接，雖然焊接方法與點(diǎn)焊基本相同，但焊接設(shè)備復(fù)雜，要求設(shè)備的控制精度高，以便實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的高質(zhì)量和高可靠性焊接。

超聲波對(duì)焊 超聲波對(duì)焊主要用于金屬的對(duì)接，是近年來開發(fā)的一種新方法。焊接設(shè)備由上、下振動(dòng)系統(tǒng)、提供接觸壓力的液壓源和焊件夾持裝置等部分組成。左邊焊件的一端由夾具固定，另一端夾在上、下振動(dòng)系統(tǒng)之間作超聲振動(dòng)；右焊件端面與左端面對(duì)接，并由夾具夾緊，接觸壓力加在右側(cè)焊件上。焊接時(shí)，在超聲振動(dòng)的作用下即可把兩個(gè)焊件在端面焊接在一起。應(yīng)注意，焊接裝置的上、下振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)相位必須相反，上振動(dòng)系統(tǒng)可以是無源的。采用頻率為27kHz的該類焊接裝置可以焊接6～10mm厚的鋁板、6mm厚的銅板和鋁板的焊接。目前可以實(shí)現(xiàn)6mm厚、100～400mm寬鋁板的對(duì)接。

超聲波焊接分類按照超聲波彈性振動(dòng)能量傳入焊件的方向，超聲波焊接的基本類型可以分為兩類：一類是振動(dòng)能量由切向傳遞到焊件表面而使焊接界面產(chǎn)生相對(duì)摩擦，這種方法適用于金屬材料的焊接；另一類是振動(dòng)能量由垂直于焊件表面的方向傳入焊件，主要是用于塑料的焊接。