大功率超声波焊接技术的现状及展望

    　大功率超声波技术是以物理、电子、机械振动、材料等学科为基础的现代高新技术之一，它是以能量使物体或物性变化的功率应用，在国民经济中它对提高产品质量，降低生产成本、提高生产效率、防止环境污染等具有特殊潜在的能力。近10年来，随着微电子技术发展，新型材料的日新月异使大功率超声的产生、基本效应的研究和技术应用取得了较大的进恳据国外报导知，功率超声产生的社会与经济效益增长速度相当惊人，1995年超声波清洗机产值28亿美元，超声塑料焊接2亿美元、国内功率超声产值为1.67亿元，国内一些传统的超声波清洗机、焊接、加工等设备的研制、销售也方兴未艾，近年来发展较快的新技术及其应用例如声化学、超声马达、环保治理，超声治疗也十分活跃下面就功率超声几个主要方面的技术与应用作简介。

      超声波焊接技术分金属焊接与塑料焊接两种，其功能，原理略有不同，但基本设备还是超声发生器和换能振动系统。

     金属焊接有点焊缝焊对焊等，超声波技术广泛应用在铝板，铝箔、铜板的焊接和硅片与金属线，电容引线的连接煤电子工业中的点焊一般功率较小，在几十W或几W以下，而缝焊与对焊功率较大，在几百W甚至几十kW}据日本报导用两个上下振动系统进行对焊，频率27kHz,功率3kW可焊10mm厚的铝板，其焊接强度达焊样的本身强度超声缝焊目前主要应用在薄板1mm或0.5mm以下的铝管焊接这种焊接属连续焊，因此要求振动系统损耗小，可靠性好。

      超声波焊接技术是超声通过焊头加到两被焊面交界处，由于交界面处声阻大因此产生局部高温聚集在焊区，致使交界面处的塑料迅速熔化，在一定压力下，两块焊件合成一体随着塑料工业迅速发展，且塑焊时不添加任何粘结剂、填料或溶剂，不污染环境，因此被广泛应用到航空、汽车、电器、仪表、包装、玩具、电子、医疗器械服装等行业超声波焊接机的质量与焊件交界面处的超声能量、压力、焊接时间有关，正确掌握三者间的关系是焊接强度的关键用微机控制的超声波焊接机能根据焊件的状态性质、自动控制发生器的输出功率、焊件的压力及焊接的时间等参数使达到最佳焊接状态，当参数不适应时会自动报警或停机目前焊接大尺寸工件时，由于大截面焊头受横向振动的影响，其振幅分布均匀与否是相当关键的，正确设计振动系统尤其工具头是超声波塑焊机的成败因素有时焊件要求多头焊接这种子母式的焊头应设计成半波长或全波长，当多焊面在同一平面且间距较小时取半波长，间距较大时可取全波长目前的超声波塑焊机其所用频率大多在15～40kHz间，对于一些熔点较高的聚脂薄膜类可用更高的频率，甚至达300kHz左态随着以塑代钢节约金属材料和减轻重量，超声波‍焊接技术的应用领域和市场前景是令人鼓舞的。