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超声波金属焊接机原理

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  当焊接厚度为h的上焊件时,对于振动头下面以r为半径的接触部分,用方程计算出来的共同移动的一些幅值是很接近的。由于在两焊件接触处除了有相对移动外,还有共同移动,这种共同移动是通过下焊件传递到工作台上的。
      对于第一种热循环,按同样方法进行的很近似的计算也证明,焊接开始时,在振动头下将产生不大的相对滑动,而传振杆端头的振幅的主要部分就是将传递给上焊件,两焊件接触处得相对移动的幅值约为5.5微米。
      在用具有第二种热循环的现象焊接时i,两焊件接触处的表***有共同的移动,这样我们就不可能用热计算方法来计算焊接处的振幅值了。
      就焊接本质来说,超声波焊接过程介于冷压焊与摩擦焊之间,在超声波焊接时,由于工件被反复移动和加热,焊件的表面不需要冷压焊时那样大的变形。把超声波焊接与摩擦焊比较一下,可以看出来,用这两种焊接方法焊接时,焊接所需要的相对移动速度和应力的数值时相同的。
      对于超声波焊接机的原理,我们可以如下解释:在表面上产生的摩擦作用破坏了氧化膜,并成为产生热量的能源。但是为了使氧化膜碎片离开原来的位置并分散开来,仅靠摩擦作用还是不够的。当试件被加热并软化后,在压力的和剪应力的共同作用下,便会产生变形。由于变形的结果,破碎了的氧化膜分散开来,因而可使焊件金属间产生相互渗透的现象,并在整个接触面上产生了连接作用。焊件变形时,凸出的部分首先被挤掉,随后压力便会扩展到凸出点的周围部分,两焊件接触处的超声波振动还破碎了两焊接表面上的污垢,并使其分散开,而所产生的热量就将其烧掉或者熔化掉,因此超声波焊接过程对焊件的焊前表面质量不大敏感。关于超声波金属焊接的可焊性问题,目前研究的还不够,我们可以认为,金属的硬度及其在温度升高时的变化情况,具有很重要的意义。对于两种性质不同的材料的焊接,只要有一种材料能产生塑性变形就够了。

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