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超聲波焊接的應用越來越廣泛,它具有能耗低、壓力小、速度快、穩(wěn)定性高、程序簡便、精度高等優(yōu)點,雖然對配件的要求較高導致成本較高,但是仍不失為一種很有前景的焊接工藝。
超聲波焊接工藝的4個階段:
第1階段:焊頭與零件接觸,施壓并開始振動。摩擦發(fā)熱量熔化導能筋,熔液流入結(jié)合面。隨著兩零件之間距離的減少,焊接位移量(兩零件之間由于熔體流動產(chǎn)生的距離減小值)開始增加。起初焊接位移量快速增加,然后在熔化的導能筋鋪展并接觸下零件表面時放慢增速。在固態(tài)摩擦階段,發(fā)熱是由于兩表面之間的摩擦能和零件中的內(nèi)摩擦產(chǎn)生的。摩擦發(fā)熱使聚合物材料升溫至其熔點。發(fā)熱量取決于作用頻率、振幅和壓力。
第2階段:熔化速度增加導致焊接位移量增大及兩零件表面相接觸。此階段形成薄的熔化層,由于持續(xù)發(fā)熱,熔化層厚度增加。此階段的熱量是由黏性耗散產(chǎn)生。
第3階段:焊縫中溶液層厚度保持不變且伴隨著恒溫分布,出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)熔化。
第4階段:在經(jīng)過設定的時間或達到特定的能量、功率級或距離之后,電源切斷,超聲振動停止,開始進入第4階段。壓力得以保持,使部分額外熔液擠出結(jié)合面。在焊縫冷卻和凝固時達到位移量,并發(fā)生分子間擴散。