超声波焊接头设计与表面的准备措施

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8．2．2接头设计与表面准备

（1）接头设计

超声波焊接过程母材不发生熔化，焊点不受过大压力，也没有电流分流等问题，可以较

由方为自由地设计焊点的边距e、点距s和行距r等参数，

能如图8．8所示

①边距e电阻点焊时为了防止熔合溢出而要求

其e＞66（6为板厚）。超声波点焊不受此限制制，可以比它

抗小，只要声极不压碎或穿破薄板的边缘，就采用最小的

钢边距，以节省母材，减轻重量

②点距s可根据接头强度要求设计点距s，s越

攻小，接头承载能力越高，甚至可以重叠点焊。

③行距r可不受很大限制而根据焊件尺寸自由选

择。但是在超声波焊的接头设计中有一个特殊问题，即

如何控制制工件的谐振问题。

当上声极向工件输人超声波时，如果焊件沿振动方

向的自振频率与输人的超声振动频率相等或接近，可能

使焊件产生共振，引起先焊好的焊缝断裂或焊件开裂。

解决上述问题的方法就是改变焊件与声学系统振动方向图8．8超声波点焊接头设计

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的相对位置，或在焊件上夹持质量块以改变焊件的自振频率，如图8．9所示。

（2）表面准备

超声波焊对焊件表面不需进行严格清理，例如对于易焊金属，如铝、铜和黄铜等，若表

面未经严重氧化，在轧制状态下就能进行焊接，即使表面带有较薄的氧化膜膜也不影响焊接质

量。但如果焊件表面被严重氧化或已有锈蚀层，焊前仍需清理。通常采用机械磨削或化学

蚀方法清除。

（3）上声极的选用

上声极的材料应具有尽可能大的摩擦系数和足够的硬度、耐磨性。焊接铝、铜、银等较

软金属的上声极材料较多采用高速钢、滚珠轴承钢；焊接钛、错、高强度钢及耐磨合金常采

用镍基合金作为上声极。平板搭接点焊，上声极的端部球面半径对焊点尺寸及抗剪强度有明

显影响。表8．3是不同焊件材料所用的上声极端部球面半径。

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