超声波金属焊接的影响因素

超声波金属焊接利用高频振动波传递到需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。 优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。

1. 振幅

振幅是超声波焊接中一个重要的物理量，它的大小直接影响焊接强度。当振幅较大时，会导致工件的损伤，影响焊接质量；当振幅较小时，焊接强度会减小。

2. 频率

任何的超声波焊接机都有一个中心频率，例如 20KHz、40 KHz 等，焊接机的工作频率主要由超声波换能器（Transducer）、超声波变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定。 超声波发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围。 一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作，我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于 0.1 KHZ。20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在 19.90—20.10 KHZ，误差小5‰。

3. 节点

节点、焊头、超声波变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小， 而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。 节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度 要大于 3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量 损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予 以考虑。

4. 网纹

超声波金属焊接通常会在焊接位表面，底座表面设计网纹，网纹设计的目地在于防止金属件的滑动，尽可[span]能将能量传递到熔接位。网纹设计一般有方形、菱形、条形网纹。黄金手饰等金属包覆焊头与底座根椐要 求不能设计纹路，网纹的大小与深浅根据具体的焊接材料要求来确定。

5. 压力

超声波焊接时的压力大小也是影响焊接强度的重要因素。压力不足，焊接接头因接触面积小而难以达到足够的焊接强度；压力超过一定范围，会影响接头的形变。

6. 材料特性

不同材料的物理、化学性质不同，对超声波焊接的影响也不同。焊接材料的性质要求相近，否则会影响焊接质量。
 

超声波焊接是一种常用的金属焊接方法，其焊接力、焊接时间、压力、振幅等因素都会影响焊接质量。在超声波焊接过程中需要综合考虑各种影响因素，调整合适的参数，从而获得良好的焊接质量。