超声波金属焊接可用于多种有色金属的焊接，如铜、银、铝、镍等。不同金属的焊接性能存在差异，其焊接性与金属的硬度、导电性、热导率等因素有关。一般来说，硬度较低、导电性和热导率较好的金属更容易焊接。例如，纯铝比铝合金更容易焊接，因为纯铝的组织相对单一，性能更均匀。在进行异种金属焊接时，还需考虑两种金属的相容性和物理性能差异，选择合适的焊接参数和工艺，以确保焊接质量。像在电子行业中，常需要将铜导线与铝基板进行焊接，就需要精确控制焊接工艺，克服铜铝两种金属性能差异带来的挑战。适用于多层复合材料焊接，层间剥离强度可控。浙江金属超声波金属焊接机的工作原理
超声波焊接的质量并非偶然，而是由一系列关键工艺参数及其相互作用决定的。掌握这些参数的“火候”是保证焊接一致性的关键。一、重心工艺参数焊接能量：这是较常用和较重心的控制模式。系统通过实时积分计算输入功率与时间的乘积，当累积能量达到预设值时，立即停止焊接。这种方式能有效补偿因工件表面状态微小变化带来的影响，保证焊接强度的稳定性。焊接时间：在时间控制模式下，振动持续一个固定的时间长度。这种方式简单，但对工件一致性要求极高，否则焊接质量波动较大。焊接压力：夹紧力的大小直接影响振动摩擦的阻力和热量的产生。压力过小，摩擦不充分，氧化层无法有效清理；压力过大，会阻碍振动的传递，可能导致工件压溃或焊头粘连。振幅：焊头端面的振动幅度。振幅大小决定了单位时间内输入能量的强度。对于不同材质、不同厚度的工件，需要选择不同振幅的焊头或变幅杆。硬而厚的材料通常需要较大的振幅。重庆自动化超声波焊接机器消费电子领域常见于手机外壳防水气密层焊接。
焊头直接与工件接触，传递高频振动和压力，其设计需根据工件形状、尺寸及焊接要求定制，是影响焊接质量的关键部件。重心设计要点：形状适配：根据工件形状，焊头可设计为平面、弧形、齿形、槽形等多种结构。例如，焊接板材时采用平面焊头，焊接线材时采用槽形焊头，焊接异种金属时采用齿形焊头（增加摩擦力，提高焊接稳定性）。声学匹配：焊头需与换能器、变幅杆组成共振系统，其固有频率需与工作频率一致，因此需通过有限元分析（FEA）进行优化设计，避免出现频率偏移。材料选择：焊头需具备强高度、高硬度、良好耐磨性和声学性能，常见材料有 H13 热作模具钢、SKD11 合金工具钢、钛合金等。对于焊接硬度较高的金属（如不锈钢、碳钢），需采用硬质合金或表面涂层（如 TiN 涂层）处理，提高使用寿命。加工与调试：焊头加工需经过锻造、热处理、精密 machining、抛光等多道工序，保证尺寸精度和表面质量。加工完成后，需通过特用设备进行频率测试和振幅测试，确保其与系统匹配，必要时进行微调。
压力在超声波焊接中不可或缺。适当的压力可确保材料充分接触，利于超声波能量的传递，从而提升焊接质量。焊接硬质塑料时，因其硬度大，需要较高压力来保证材料紧密贴合，促进分子间的融合；焊接软质塑料时，较低压力即可满足要求。例如，焊接亚克力这种硬质塑料时，压力可能需要设置在5MPa-8MPa；焊接低密度聚乙烯这种软质塑料时，压力在2MPa-4MPa左右。在焊接前，需通过压力测试确定比较好工作压力。压力过小，材料接触不充分，焊接不牢固；压力过大，可能会使材料产生变形，影响产品尺寸精度。超声波焊接产生的微观摩擦热只作用于界面区域，较大限度减少热影响区。
变幅杆的重心作用是放大换能器输出的振幅，并传递至焊头，同时保证振动能量的定向传递，其设计需满足声学匹配原则。主要类型与特点：锥形变幅杆：截面呈锥形，振幅放大倍数适中（2-5 倍），能量传递效率高，适用于中低功率设备，应用普遍。阶梯形变幅杆：截面呈阶梯状，振幅放大倍数较大（5-10 倍），但能量损耗相对较大，适用于需要大振幅的焊接场景（如厚材焊接）。指数形变幅杆：截面按指数规律变化，振幅放大均匀，能量传递效率高，振动应力分布合理，适用于高精度、高功率设备，但加工难度较大，成本较高。材料与加工要求：变幅杆需采用强高度、高弹性模量、良好声学性能的材料，常见的有 40CrNiMoA 合金钢、钛合金、铝合金等。加工精度要求极高，表面粗糙度需≤Ra0.8μm，尺寸公差≤±0.01mm，以保证共振性能和能量传递效率。超声波焊接的能量转化率高达85%，明显低于同类电阻焊的能耗水平。安徽新能源超声波焊接机
可穿透透明材料进行内部嵌件固定而不损伤表面。浙江金属超声波金属焊接机的工作原理
整个过程可以分解为以下几个关键步骤：能量转换与传递： 首先，发生器将市电（50/60Hz）转换为高频电信号（通常为15kHz, 20kHz, 35kHz或40kHz）。该信号驱动换能器内的压电陶瓷元件，使其发生同频率的逆压电效应，即产生精确的轴向机械振动。这种高频振动经过变幅杆（振幅放大器）进行放大，较终传递到焊头。表面清理与活化： 待焊接的金属件被夹持在焊头与底模（砧座）之间，并施加一定的静态压力（夹紧力）。当高频振动通过焊头传递到上层工件时，振动方向通常平行于焊接界面。在压力和振动的共同作用下，两金属接触表面的微观凸起首先发生剧烈的摩擦。这一过程迅速破坏了金属表面的氧化层、污染物和油膜，暴露出纯净的、活性的新鲜金属。塑性流动与扩散结合： 持续的摩擦和振动产生的能量，绝大部分被集中在焊接界面区域，并迅速转化为热能。这使得界面附近的金属温度急剧升高，但通常远低于其熔点（一般为材料熔点的35%-50%），进入一种热塑性状态。在压力和振动的剪切力作用下，已活化的纯净金属原子相互渗透、晶格重组，发生强烈的塑性流动，形成如同“糅合”在一起的状态。浙江金属超声波金属焊接机的工作原理
