超聲波金屬焊接機的原理

超聲波金屬焊接機接頭的形成主要由振動剪切力、靜壓力和焊區的溫升三個因素所決定，它們之間相互影響，相互製約，並和焊件的厚度、表麵狀態及其常溫性能有關。

（1）機械嵌合：超chao聲sheng波bo金jin屬shu焊han接jie接jie頭tou中zhong常chang見jian到dao兩liang焊han件jian接jie觸chu處chu形xing成cheng塑su性xing流liu動dong層ceng，並bing呈cheng現xian犬quan牙ya交jiao錯cuo的de機ji械xie嵌qian合he，這zhe種zhong接jie合he對dui連lian接jie強qiang度du起qi到dao有you利li的de作zuo用yong
，但dan並bing不bu是shi金jin屬shu的de連lian接jie，在zai金jin屬shu與yu非fei金jin屬shu之zhi間jian的de超chao聲sheng波bo金jin屬shu焊han接jie接jie時shi，這zhe種zhong機ji械xie嵌qian合he作zuo用yong占zhan主zhu導dao地di位wei。

（2）金屬原子間的鍵合：在超聲波金屬焊接接頭中，焊接界麵之間存在大量被歪扭的晶粒，這些晶粒是跨越界麵的“公共晶粒”
，其qi尺chi寸cun與yu母mu材cai金jin屬shu的de晶jing粒li無wu明ming顯xian差cha別bie，接jie頭tou不bu存cun在zai明ming顯xian的de界jie麵mian，兩liang材cai料liao之zhi間jian通tong過guo金jin屬shu原yuan子zi的de鍵jian合he而er連lian在zai一yi起qi。可ke以yi認ren為wei，在zai焊han接jie開kai始shi時shi，待dai焊han材cai料liao在zai摩mo擦ca功gong的de作zuo用yong下xia發fa生sheng強qiang烈lie的de變bian形xing和he塑su性xing流liu動dong，特te別bie是shi氧yang化hua膜mo去qu除chu或huo破po碎sui以yi後hou，為wei純chun淨jing金jin屬shu表biao麵mian之zhi間jian的de接jie觸chu創chuang造zao了le條tiao件jian，而er繼ji續xu的de超chao聲sheng彈dan性xing機ji械xie振zhen動dong以yi及ji溫wen升sheng

，又you進jin一yi步bu造zao成cheng金jin屬shu晶jing格ge上shang的de原yuan子zi處chu於yu受shou激ji狀zhuang態tai，當dang金jin屬shu原yuan子zi相xiang互hu接jie近jin到dao0.1～0.3nm時，就有可能出現原子間相互作用的反應區，形成金屬鍵。

（3）金屬間的物理冶金：超聲波金屬焊接中還存在著由於摩擦生熱所引起的再結晶、擴散、xiangbianyijijinshujianhuahewuxingchengdengyejinguocheng。daomuqianweizhi，gaifangmiandeyanjiujiaoshao，quefabiyaodezhengju
，tebieshiduanshijianhanjieshi，jietouzhongbuyidingchuxianzaijiejingzuzhiqiangxiangbian，danrengrannenggouxingchengjietou
，youcikezhi，zaijiejing，kuosanhexiangbianbushixingchengjietoudebiyaotiaojian。

（4）界麵微區的熔化現象：超聲波金屬焊接接時
，微區焊接溫度很難測量，不能排除微區中出現局部熔化現象。用高倍透射電子顯微鏡對0.4mm厚的各種Al和Cu接頭進行了微觀組織分析
，發現同種材料的焊縫厚度在μm範圍內，焊縫區的晶粒尺寸隻有0.05～0.2μm
，而軌製母材的晶粒為5～50μm。如果用一般的方法將母材經過塑性變形和低於熔點的不同溫度退火
，此時再結晶形成的晶粒均>3μm，而沒有發現更細小的晶粒。當Al和Cu進(jin)行(xing)超(chao)聲(sheng)波(bo)金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)接(jie)時(shi)
，也(ye)同(tong)樣(yang)發(fa)現(xian)連(lian)接(jie)區(qu)有(you)焊(han)接(jie)時(shi)新(xin)形(xing)成(cheng)的(de)微(wei)細(xi)晶(jing)粒(li)，而(er)且(qie)都(dou)是(shi)等(deng)軸(zhou)晶(jing)粒(li)。電(dian)鏡(jing)分(fen)析(xi)中(zhong)還(hai)觀(guan)察(cha)到(dao)
，在(zai)連(lian)結(jie)區(qu)微(wei)細(xi)晶(jing)粒(li)邊(bian)界(jie)的(de)轉(zhuan)角(jiao)處(chu)有(you)非(fei)熔(rong)化(hua)質(zhi)點(dian)存(cun)在(zai)
，這(zhe)正(zheng)是(shi)含(han)有(you)非(fei)熔(rong)化(hua)質(zhi)點(dian)的(de)金(jin)屬(shu)加(jia)熱(re)熔(rong)化(hua)後(hou)發(fa)生(sheng)凝(ning)固(gu)的(de)特(te)點(dian)。可(ke)以(yi)認(ren)為(wei)，超(chao)聲(sheng)波(bo)金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)時(shi)

，界(jie)麵(mian)薄(bo)層(ceng)或(huo)局(ju)部(bu)發(fa)生(sheng)了(le)短(duan)時(shi)熔(rong)化(hua)及(ji)隨(sui)後(hou)的(de)高(gao)速(su)冷(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)。