超声波焊接接头与表面的准备工作

8．2．2接头设计与表面准备

（1）接头设计

超声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，可以较为自由地设计焊点的边距e、点距s和和行距r等参数。

①边距e电阻点焊时为了防止熔合溢出而要求e＞66（6为板厚）。超声波点焊不受此限制，可以比它小，只要声极不压碎或穿破薄板的边缘，就就采用最小的边距，以节省母材，减减轻重量。

②点距s可根据接头强度要求设计点距s，s越小，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，即如何控制工件的谐振振问题。当上声极向工件输入超声波时，如如果焊件沿振动方向的自振频率与输入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。

（2）表面准备

超声波焊对焊焊件表面不需进行严格清理，例例如对于易焊金属，如如铝、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腐蚀方法清除。

（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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