Ismeri az ultrahangos fémhuzalos hegesztést?

Az ultrahangos fémhuzalos hegesztés átfogó elemzése

Az ultrahangos fémhuzalos hegesztés egy rendkívül hatékony szilárdtest-illesztési technológia, amelyet széles körben használnak az autóiparban, az elektronikai iparban és a háztartási gépiparban. Több fémhuzal (huzalköteg) vagy fémlemez vezetékekkel történő tartós hegesztésére szolgál.

 Mi az ultrahangos fémhuzalos hegesztés?

Ez egy olyan hegesztési módszer, amely nagyfrekvenciás ultrahangos vibrációs energiát (általában 20 kHz, 35 kHz vagy 40 kHz) használ nyomás alatt, hogy atomi kötést hozzon létre két vagy több fémréteg között szilárd állapotban.

1. Alapelv:

①Szilárdtest-hegesztés: A fém nem olvad meg a teljes folyamat során. Ez az alapvető különbség közte és a fúziós hegesztési módszerek között, mint például a forrasztás és az ívhegesztés.

②Energiaforma: Mechanikus vibrációs energiát használ, nem hőenergiát.

③ Hatásmechanizmus: Az ultrahangos vibráció nyíróerőt és súrlódást hoz létre a hegesztési határfelületen, lebontja az oxidréteget és a szennyeződéseket a fémfelületen, lehetővé téve a tiszta fématomok szoros érintkezését, erős kohászati ​​kötést képezve nyomás és atomközi erők hatására.

 Működési elv és folyamat

A hegesztési folyamat általában egytized-néhány másodpercen belül befejeződik, és három szakaszra osztható:

1. Kezdeti nyomásnövelési szakasz:

①A hegesztendő kábelköteg egy erre a célra kialakított hegesztőforma (felső forma/hegesztőfej és alsó forma/üllő) közé van rögzítve.

②A hegesztőgép állandó statikus nyomást (szorítóerőt) alkalmaz a kábelköteg összenyomásához.

2. Ultrahangos vibrációs fokozat:

①Egy ultrahangos generátor az 50/60 Hz-es teljesítményfrekvenciás elektromosságot nagyfrekvenciás elektromos jellé alakítja.

②Egy átalakító (piezoelektromos kerámia vagy magnetostrikciós) alakítja át a nagyfrekvenciás elektromos jelet azonos frekvenciájú mechanikus rezgéssé.

③Egy amplitúdómodulátor felerősíti a mechanikai rezgés amplitúdóját a kívánt szintre (tipikusan 5-50µm).

④A hegesztőfej továbbítja a felerősített nagyfrekvenciás rezgést a hegesztendő fém kábelköteg interfészére.

⑤ A nyomás és a rezgés együttes hatása alatt az interfész a következőkön megy keresztül:

a) Oxidréteg eltávolítása: A vibráció és a súrlódás lekaparja az oxidfilmet és a szerves anyagokat a fémfelületről.

b) Műanyag áramlás: A fém mikroszkopikus képlékeny deformáción megy keresztül a határfelületen.

c)Atc)mikus diffúzió: A tiszta fémfelületek atomközi erők hatására diffundálnak egymásba, kötést képezve.

3. Nyomástartási és keményítési szakasz:

Az ultrahangos vibráció leáll, de a nyomás egy ideig fennmarad.

Ez a szakasz lehetővé teszi a hegesztési felület lehűlését és nyomás alatti megszilárdulását, így stabil varratszerkezetet biztosít, és sűrű, erős varrat képződik.

 

A rendszer fő összetevői

Egy tipikus ultrahangos fémhegesztőgép a következőket tartalmazza:

1. Ultrahangos generátor: A rendszer 'agya', amely nagyfrekvenciás elektromos energiát szolgáltat és szabályoz.

2.Akusztikai alkatrészek (energia-átalakító rendszer):

a)Átalakító: Elektromos energia → mechanikai rezgésenergia.

b) Erősítő: Felerősíti a rezgés amplitúdóját.

c) Hegesztőfej: Közvetlenül továbbítja az ultrahangenergiát a munkadarabnak. Formáját kifejezetten a terméknek megfelelően alakították ki.

3.Pneumatikus nyomástartó rendszer: Biztosítja és szabályozza a hegesztéshez szükséges nyomást.

4. Keret és ház: Támogatja a teljes rendszert és biztonsági védelmet nyújt.

5. Dedikált hegesztőformák (felső és alsó öntőformák): A kábelköteg rögzítésére és elhelyezésére szolgál, biztosítva a hatékony energiaátvitelt.

Kulcsfontosságú folyamatparaméterek

A hegesztés minőségét a következő fő paraméterek határozzák meg:

1. Hegesztési teljesítmény/energia: A hegesztési folyamat során leadott teljes energia. A modern hegesztőgépek gyakran használnak 'energia üzemmódot' a vezérléshez a konzisztencia biztosítása érdekében.

2. Hegesztési nyomás: A vezetékkötegre kifejtett szorítóerő.

3. Hegesztési idő: Az ultrahangos rezgés időtartama.

4.Amplitúdó: A hegesztőfej homlokfelületének rezgési amplitúdója. A különböző anyagok és huzalátmérők eltérő amplitúdót igényelnek.

5. Trigger pozíció/mélység: Az a pont, ahol az ultrahanghullámok kioldódnak, amikor a hegesztőfej leereszkedik egy előre beállított helyzetbe.

Főbb előnyök

A hagyományos hegesztéshez (például ónforrasztáshoz) képest az ultrahangos fémhegesztésnek jelentős előnyei vannak:

1. Nincs szükség forrasztásra vagy folyasztószerre:

a) Kábelek megtakarítása és a forrasztásból származó nehézfém-szennyeződés elkerülése (például ón).

b)Nb) b)korrózió veszélye a forrasztásnál, és jobb vezetőképesség (tiszta fém csatlakozás).

2. Alacsony hőmérsékletű csatlakozás: A munkadarab teljes hőmérséklete messze az olvadáspont alatt van, ami megakadályozza az izzítást és nem befolyásolja az alapanyag tulajdonságait.

a) Nagyon biztonságos hőérzékeny alkatrészek körüli hegesztéshez.

3. Energiatakarékos és környezetbarát:

a) Az energiát csak egy kis hegesztési területen alkalmazzák, ami rendkívül alacsony energiafogyasztást eredményez.

b)Nb) smb)ke vagy kipufogógáz kibocsátás, így környezetbarát.

4. Nagy hegesztési sebesség: A hegesztési kötés általában 0,1-0,5 másodpercen belül elkészül, ami rendkívül magas hatékonyságot és automatizált tömeggyártásra való alkalmasságot eredményez.

5. Nagy hegesztési szilárdság és alacsony ellenállás: Kohászati ​​kötést hoz létre, mechanikai szilárdsággal és vezetőképességgel, amely jobb, mint az olvadt forraszkötéseknél.

6. Magas konzisztencia: A precíz paraméterszabályozás stabil és megbízható hegesztési minőséget biztosít.

7. Különböző hegeszthető fémek: Különböző anyagkombinációk hegesztésére alkalmas, amelyeket nehéz fúziós hegesztéssel összekapcsolni, mint például a réz-alumínium és a réz-nikkel.

Alkalmazási területek

1. Autóipar (legnagyobb alkalmazási terület):

①Tápellátási akkumulátormodulok: Sín csatlakozások a cellák között, csatlakozások a fülek és a kábelkötegek között.

②Kábelköteg: Belső vezetékek krimpelése és hegesztése biztosítékdobozokban, relékben, csatlakozókban stb.

2. Elektronika és készülékek:

①Lítium akkumulátorok: Fülek és vezetékek hegesztése hengeres akkumulátorokhoz, például 18650-hez.

②Motorok: Ólomhuzalok hegesztése tekercselésből.

③Relék és transzformátorok: belső tekercs csatlakozások.

④Szolár fotovoltaikus: Gyűjtősín csatlakozások napelemekhez.

⑤Háztartási gépek és fogyasztói elektronika: Különféle belső kábelkötegek csatlakoztatása.

 Korlátozások

1. Korlátozott munkadarab vastagság: Jelenleg főleg vékony lemezek, finom huzalok és fóliák hegesztésére használják. Az egyetlen huzal átmérője általában nem haladja meg a 25 mm⊃2-t, és több réteg teljes vastagsága korlátozott.

2. Magas öntőforma költség: A hegesztőfejek és alapformák precíziós tervezést és gyártást igényelnek bizonyos termékek esetében, ami magas költségeket és a sokoldalúság hiányát eredményezi.

3.A munkadarab-előkészítés magas követelményei: A hegesztendő területet tisztán kell tartani; súlyos olajszennyeződés vagy oxidáció befolyásolhatja a hegesztés minőségét.

4. Néha hegesztési nyomok maradhatnak: Enyhe bemélyedések jelenhetnek meg a hegesztőfejjel érintkező felületen.

Összefoglalva, az ultrahangos fémhuzalhegesztés egy gyors, tiszta, megbízható és hatékony 'zöld' csatlakozási technológia. Az új energetikai járművek, az energiatárolás és az elektronikai ipar rohamos fejlődésével egyre fontosabbá válik, a modern precíziós gyártás elengedhetetlen részévé válik.