超聲波金屬焊接是利用超聲頻率的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將機械能轉變?yōu)閮?nèi)能、形變能及有限的溫升．兩母材達到再結晶溫度下發(fā)生的固相焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
常見的金屬超聲波焊接可分為點焊、環(huán)焊、縫焊及線焊
1、環(huán)焊
用環(huán)焊方法可以一次形成封閉形焊縫，采用的是扭轉振動系統(tǒng)。焊接時焊盤扭轉，振動的振幅相對于聲極軸線呈對稱線性分布，軸心區(qū)振幅為零，焊盤邊緣振幅最大。顯然環(huán)焊最適用于微電子器件的封裝工藝。有時環(huán)焊也用于對氣密要求特別高的直線焊縫場合，這時候可以采用部分重疊環(huán)焊方法，形同縫焊以獲得連續(xù)地直線焊縫。由于環(huán)焊的面積較大，需要較大的功率輸入，因此常常采用多換能器驅動方式。
2、點焊
點焊機的振動系統(tǒng)可根據(jù)上聲極振動狀況分為縱向振動（輕型結構）系統(tǒng)、彎曲振動（重型結構）系統(tǒng)以及介于二者的輕型彎曲振動系統(tǒng)等幾種。輕型結構用于功率小于500W的小型點焊機。重型結構適用于千瓦級大功率焊機。輕型彎曲振動系統(tǒng)則適用于中小功率焊機，它兼不兩振動系統(tǒng)的諸多優(yōu)點。
3、線焊
線焊可以看成是點焊方法的一種延伸?，F(xiàn)在已經(jīng)可以通過線狀上聲極上次獲得150mm長的線狀焊縫。這種方法最適用于箔片的線狀封口。
4、縫焊
縫焊機的振動系統(tǒng)按其焊盤的振動狀態(tài)可分為； a）縱向振動系統(tǒng)； b）彎曲振動系統(tǒng)； c）扭轉振動系統(tǒng)等幾類。 其中a）及b）兩種較為常用。其焊盤的振動方向與焊接方向垂直。而c）的振動方向則與焊接方向平行。 縫焊可以獲得密封的連續(xù)焊縫。通常工件被夾持在上、下焊盤之間。在特殊情況下可采用平板式下聲極。
其他類型的超聲波金屬焊接形式
1、雙超聲波振動系統(tǒng)的點焊
上下兩個振動系統(tǒng)的頻率分別為27kHz和20kHz(或15kHz)，上下振動系統(tǒng)的振動方向相互垂直，焊接時二者作直交振動。當上下振動系統(tǒng)的電源各為3kW時，可焊鋁件的厚度達10mm，焊點強度達到材料本身的強度。雙超聲波振動系統(tǒng)多用于集成電路和晶體管細導線的焊接，雖然焊接方法與點焊基本相同，但焊接設備復雜，要求設備的控制精度高，以便實現(xiàn)焊點的高質量和高可靠性焊接。
2、超聲波對焊
超聲波對焊主要用于金屬的對接，是近年來開發(fā)的一種新方法。焊接設備由上、下振動系統(tǒng)、提供接觸壓力的液壓源和焊件夾持裝置等部分組成。左邊焊件的一端由夾具固定，另一端夾在上、下振動系統(tǒng)之間作超聲振動;右焊件端面與左端面對接，并由夾具夾緊，接觸壓力加在右側焊件上。焊接時，在超聲振動的作用下即可把兩個焊件在端面焊接在一起。應注意，焊接裝置的上、下振動系統(tǒng)的振動相位必須相反，上振動系統(tǒng)可以是無源的。采用頻率為27kHz的該類焊接裝置可以焊接6～10mm厚的鋁板、6mm厚的銅板和鋁板的焊接。目前可以實現(xiàn)6mm厚、100～400mm寬鋁板的對接。
除上述四種常見的金屬超聲波焊接辦法以外，近年來還發(fā)展了塑料超聲波焊接辦法。其工作原理與金屬超聲波焊接辦法不同，塑料超聲波焊接時聲極的振蕩方向垂直于焊件外表，與靜壓力方向共同。這時熱量并不是經(jīng)過焊件外表傳熱，而是在焊件觸摸外表將機械振振蕩直接轉化為熱能使界面結合，屬于熔化焊辦法。塑料超聲波焊適用于熱塑性塑料，而不能適用于熱固性塑料的焊接。深圳市東信高科自動化設備有限是專業(yè)從事自動化焊接設備，高周波焊接機，超聲波塑料焊接機，超聲波金屬焊接機研制、生產(chǎn)、銷售、服務于一體的現(xiàn)代化高科技型企業(yè)
