超声波焊接形式的分类
根据接头形式,超声波焊可分为电焊、缝焊、环焊和线焊等。不同类型的超声波焊得到的焊缝形状不同,分别为焊点、密封连续焊缝、环焊缝和平直连续焊缝。
(1)点点焊
根据能量传递方式,点焊可分为单侧式和双侧式两类,如图8.2所示。当超声振动能量
只通过上声极导入时为单侧式点焊;分别从上、下声极导入时为双侧式点焊。目前应用最广
泛的是单侧导入式超声波点焊。
根据上声极的振动状况,点焊有纵向振动式、弯曲振动式以及介于两者之间的轻型弯曲
振动式等几种。纵向振动系统主要用于功率小于500W的小功率超声波焊机,弯曲振动系统
主要用于千瓦级大功率超声波焊机。而轻型弯曲振动系统适用于中小功率的超声波焊机,兼
有两种振动系统的诸多优点。
(2)缝焊
超声波缝焊通过旋转运动的圆盘状声极传输给焊件,形成一条具有密封性的连续焊缝,
如图8.3所示。根据声极的振动状态,超声波缝焊可分为纵向振动、弯曲振动和扭转振动三
种形式。实际生产中由于弯曲振动系统具有较好的工艺性能,应用最为广泛。在某些特殊情
况下,超声波缝焊也可采用平板式下声极。
(3)环焊
超声波环焊采用的是扭转振动系统,可以一次形成封闭焊缝,如图8.4所示。这种焊缝
般是圆环形的,也可以是正方形、矩形或椭圆形的。超声波环焊获得的一次性焊缝面积较大,需要有较大的功率输入,因此常采用多个换能器的反向同步驱动方式。这种方法适用于
微电子器件的封装,有时也用于对气密性要求高的直线焊缝的场合。
(4)线焊
线焊利用线状上声极或将多个点焊声极叠合在一起,在一个焊接循环内形成一条直线焊
缝,也可以看成是点焊方法的一种延伸。目前可以通过线状上声极一次获得长约150mm的
直线焊缝,这种方法适用于金属箔的线状封口。
除上述四种常见的金属超声波焊接方法以外,近年来还发展了塑料超声波焊接方法。其
工作原理与金属超声波焊接方法不同,塑料超声波焊接时声极的振动方向垂直于焊件表面,
与静压力方向一致。这时热量并不是通过焊件表面传热,而是在焊件接触表面将机械振振动直
接转化为热能使界面结合,属于熔化焊方法。塑料超声波焊适用于热塑性塑料,而不能应用
于热固性塑料的焊接。
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