随着工艺和技术的进步，超声波焊接被越来越多的使用。今天南京豪精就来和大家聊一聊超声波焊接的原理。
在超声波焊接过程中，换能器把高频电信号转化为超生振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到待焊接金属表面，界面金属氧化膜在一定的压力和超声波振动的剧烈摩擦作用下破碎，界面洁净金属接触并在摩擦和超生软化的共同作用下，进一步产生塑性流动和扩散是连接面积逐渐增大最终形成可靠的连接。
·过度阶段为清除焊件表面膜和氧化物的短暂过程，稳定阶段为界面产生相互扩散并使相互扩散稳定的过程。在过渡阶段，焊件表面氧化物膜由于强烈磨擦作用破碎，此时磨擦为主要热源，工件温度升高使工件材料屈服强度降低，有利于工件表面氧化物膜破碎及发生塑性变形，对接头形成有重要作用。
·稳定阶段，金属接触表面变得平滑后磨擦作用减弱，热量由于产生塑性变形而在焊接界面聚集，在此过程中的热量是由工件的塑性变形过程产生，工具头施加的压力致使界面原子之间产生作用力而形成的金属连接过程。
工件与工件连接界面仅在压痕槽下方存在连接，接头连接界面的所有槽下方的连接长度求和得到接头连接长度的总和，称之为有效连接长度，也是塑性变形量的一个衡量指标。
以上就是南京豪精今天分享的超声波焊接的原理了，不知道您的生产过程中有没有运用到超声波焊接那？
工作在谐振频率点附近采用先进的追频技术，使其工作在超声波焊接换能器谐振点，数字电路超声波焊接电源发生器频率越接近谐振频率点，数字电路超声波焊接电源发生器的工作效率将越高。限于超声波焊接换能器行业材料和技术的原因，所生产的换能器和匹配数字电路部件的性能参数难以达到高度一致，对数字电路超声波焊接电源发生器的适应性提出了较高要求。数字电路超声波焊接电源发生器
数字电路超声波焊接电源发生器基于数字信号处理和应用软件双处理器控制全数字超声波焊接电源，通过友好的人机界面设置电源工作频率范围及其他相关参数；数字电路超声波焊接电源发生器自动匹配超声波换能器电容和频率，锁定数字电路超声波焊接电源发生器输出电流和输出电压的相位差及工作频率，广泛提高了数字电路超声波焊接电源发生器的适应性。
全新数字电路，性能稳定，焊接能力 强，自带能量反馈，实时监控焊接质量。整机匹配达到国际先进水平。数字电路超声波焊接电源发生器时间，能量、连续、分段等工作模式。界面有当前模式，当前次数，累计次数，当前频率，当前振幅，当前功率，当前能量，工作气压，气缸行程，485通讯接口能与MES管理系统完美连接。
由于最近需要进一步了解超充相关的技术，其中还蛮重要的一个点就是95平方线缆的焊接和散热问题。而超声波焊接焊接是解决目前压接端子阻抗较大的一个替代方案，虽然之前也对超声波焊接有大致的了解，但缺没有系统性的了解过。因此，趁着这次就系统地了解一下，也对应的做了一点总结。
随着新能源汽车超充技术的逐渐应用和推广，为满足大电流充电的要求，原有直流充电线平或者70平线缆与金属端子的连接基本都是采用压接的方式，但由于压接的端子阻抗较大（其阻抗较大的原因是：压接线缆的铜线之前存在空洞），在高达600A的电流下，发热量较大，很难满足大电流长期稳定的工作。因此，目前在95平方及以上的线缆与端子的连接基本都是采用超声波焊接技术（超声波焊接不会出现压接工艺的空洞现象）。
超声波焊接技术并不是一个陌生的技术，其实很早就开始应用了，只是在新能源汽车线缆上是最近几年才开始逐渐应用。
超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。是一种快捷，干净，有效的装配工艺。它是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的加持作用下实现的。焊件在静压力及弹性振动能量的共同作用下，将弹性振动能量转变成工件间的摩擦能、形变能和热能，致使两工件表面形成纯净金属贴合、原子扩散，从而达到摩擦焊接。
1、医疗器材，比如药液过滤器、输液器、口罩、氧气袋、血袋、过滤呼吸器、心血过滤器、医用手术器材等；
2、汽车：比如保险杠、油箱盖、前后门、灯具、高压线缆、电池（特斯拉在电池的极耳连接上就是使用的超声波焊接）等；
1、焊接材料比较广。可用于金属件之间、塑料件之间、金属与塑料之间、不同厚度材料之间以及多层薄片材 料之间；
1、避免了端子压接形成的空洞，提高了导电性能和线、降低因接触电阻引起的热量堆积现象，防止了线束与端子的接触部分温度过高导致线、避免了线束中导线受外界水分、灰尘、油气等因素影响而造成铜丝锈蚀、氧化现象，从而导致导电性能下降的危害。
1、超声电源，将工频单相或三相交流电转换为高频（15–75 kHz）交流电，为压电换能器提供电能；
3、变幅杆，将压电换能器输出的高频振动信号幅值放大；4、工具头，进一步放大振动幅值，并把能量传递到焊接区域；
超声波点焊机是通过高频机械振动（２０～５０ ｋＨｚ）和恒定 静压力使焊接工件的接触面受到剪切力，并在界面产生高应 变塑性变形和较高温度，将机械能转换成热能和塑性耗散能，使焊接界面相互结合，达到材料永久性连接的目的。 目前，超声波点焊机主要分为两类：第一类是塑料用超声波 点焊机，主要用于塑料制品的焊接，其振动方向垂直于板材表面；第二类是金属用超声波点焊机，其振动方向平行于板 材表面。金属用超声波点焊机从结构上分为两类：一是双声 级焊接设备，采用耦合式振动，振幅采用电路补偿，无需专门 设置振幅参数，换能器横置，振动方向为横向；二是单声级焊机，上部为焊头，下部是铁砧，振幅可调，振动方向为纵向。
设备利用发生器将５０ Ｈｚ电流转换为１６～８０ ｋＨｚ谐振电流，换能器将该电流转变为弹性机械能，变幅杆对机械能的振动幅度进行放大，在静压力作用下，放大后的机械能经上声极传递给工件，工件在上声极和铁砧作用下产生相对摩擦，摩擦即造成材料焊接界面微区变形，产生变形热，促使界面原子扩散，从而使工件达到固相连接状态。其中需要注意的是双声极焊机的下端不是铁砧，而是下声极焊头，其作用原理与单声级焊机一致，但控制机制存在差异。
超声波点焊技术是一种快速、环保、安全的焊接方式，同时也是目前最先进的连接工艺之一。应该会应用越来越广泛。
