超声波焊接特点以及焊头设计

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超声波焊接接头应具有较高的焊接强度和合格的表面质量。除了明显的挤压凹坑和焊接点的突出边缘外，还应注意与上声波棒接触的焊接点的表面状况。不允许出现裂纹和局部熔化。因此，超声焊接形式，接头设计和焊接参数的选择非常重要。

1.超声波焊接的特点

1）可焊接材料可用于焊接相同的金属材料，尤其是高导热率材料（例如金，银，铜，铝等）的焊接。用某些难熔金属和具有不同特性（例如导热性，硬度，熔点等）的异种金属材料进行焊接。 ），金属，非金属，塑料等材料，以及多层箔等特殊结构的焊接。

2）焊接不通电，不需要外部热源，接头无大孔等缺陷，不形成脆性的金属间化合物，也没有在电阻焊接时容易发生的熔融金属飞溅等问题。

3）焊接金属的物理和机械性能不会发生宏观变化。焊接接头的静载荷强度和疲劳强度均高于电阻焊接接头，其稳定性更好。

4）焊接金属表面的氧化膜或涂层对焊接质量影响很小，焊接前零件的表面处理相对简单。

5）形成接头所需的电能仅为电阻焊接的5％，并且焊接零件的变形很小。

6）无需添加任何粘结剂，填料或溶剂，具有操作简单，焊接速度快，接头强度高，生产效率高等优点。超声波焊接的主要缺点是受功率的限制。现有设备并且与上声波杆接触。焊接部件的厚度不能太厚，接头形式只能重叠，而对接接头不能使用。

2.超声波焊接接头设计

1.设计焊点的超声波焊接时，焊点的强度必须满足一定的要求，并且需要设计合理的焊点结构，以保持焊点的外观尽可能美观。焊点的分布如图10所示。焊点与电路板边缘之间的距离不受限制。焊点可以沿着边缘布置。焊点之间的距离可以任意选择，并且可以重叠并重复焊接（修复）。它们之间的距离也可以根据需要选择。电阻点焊没有分流问题。

2.焊接界面设计为了使焊接过程中的能量集中，缩短焊接时间并提高焊接质量，焊接界面的设计非常重要，主要有以下几种形式。

3.为了提高焊接力，可将阶梯式界面设计为如图12所示的阶梯式焊接界面（W是板的宽度）。三角形法兰可以使法兰材料熔化并流入预留的孔中，从而产生较大的剪切应力和拉伸强度，这种设计还可以避免在外表面上出现焊接痕迹。

4.凹凸插件接口，待焊接材料设计成带有三角形法兰的凹凸形式，两个焊件之间应有间隙，凸焊件的壁应有一定的倾斜度，因此，塑料零件可以很容易地组装，同时熔融材料具有流动的空间，不会溢出到外面。在设计超声波焊接接头时，应注意控制焊件的共振。当上超声波发生器将超声振动引入到焊件中时，如果焊件在振动方向上的自振频率等于或接近引入的超声振动的频率，则可能导致焊件共振，结果常常导致焊接接头脱落严重的情况下会导致焊件疲劳断裂。解决上述问题的简单方法是更改焊件的相对位置和声学系统的振动方向，或更改焊件的固有频率。

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