?異種金屬焊接存在的問題

異種金屬的焊接在我們超聲波行業(yè)經(jīng)常會(huì)遇到三種材質(zhì)銅、鋁、鎳之間相互進(jìn)行焊接，且超聲波焊接后導(dǎo)電性以及強(qiáng)度性能良好。

異種金屬焊接所存在的一些固有問題阻礙了它的發(fā)展，如異種金屬熔合區(qū)的構(gòu)成和性能，異種金屬焊接結(jié)構(gòu)的破壞多半發(fā)生在熔合區(qū)，由于靠近熔合區(qū)各段上焊縫結(jié)晶特點(diǎn)不同，又易形成性能不好的、成分變化的過渡層。

另外，由于處在高溫的時(shí)間長(zhǎng)，這一區(qū)域的擴(kuò)散層會(huì)擴(kuò)大，會(huì)進(jìn)一步使金屬的不均勻性增加。異種金屬擴(kuò)散焊時(shí)加入中間層材料，在很低壓力下加熱使中間層材料熔化，或與被焊金屬接觸形成低熔點(diǎn)共晶體，此時(shí)形成的薄層液體，經(jīng)一定時(shí)間的保溫過程，使中間層材料全部擴(kuò)散到母材中并均勻化，就能形成沒有中間材料的異種金屬接頭。而且異種金屬焊接時(shí)或焊后經(jīng)熱處理或經(jīng)高溫運(yùn)行后，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)低合金一側(cè)的碳通過焊縫邊界向高合金焊縫中“遷移”的現(xiàn)象，分別在熔合線兩側(cè)形成脫碳層和增碳層，在低合金一側(cè)母材形成脫碳層，在高合金焊縫一側(cè)形成增碳層。

防礙和阻止異種金屬結(jié)構(gòu)的使用和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.在室溫下，異種金屬焊接接頭區(qū)的機(jī)械性能（如拉伸、沖擊、彎曲等）一般優(yōu)于被焊母材的性能，但高溫下或高溫長(zhǎng)期運(yùn)行后，接頭區(qū)的性能劣于母材。

2.在奧氏體焊縫與珠光體母材之間存在一個(gè)馬氏體過渡區(qū)，該區(qū)韌性較低，是一個(gè)高硬度脆性層，也是導(dǎo)致構(gòu)件失效破壞的薄弱區(qū)，它會(huì)降低焊接結(jié)構(gòu)的使用可靠性。

3.焊后熱處理或高溫運(yùn)行過程中碳遷移會(huì)導(dǎo)致在熔合線兩側(cè)分別形成增碳層和脫碳層。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。一般認(rèn)為脫碳層由于碳的減少而導(dǎo)致該區(qū)域組織、性能發(fā)生較大變化（一般是劣化），從而使得該區(qū)域容易在服役過程中發(fā)生早期失效。很多服役中的高溫管線或者試驗(yàn)中的高溫管線的失效部位都集中在脫碳層。

4.失效與時(shí)間、溫度和交變應(yīng)力等條件有關(guān)。

5.焊后熱處理不能消除接頭區(qū)的殘余應(yīng)力分布。

6.化學(xué)成分的不均勻性。

異種金屬焊接的時(shí)候，由于焊縫兩側(cè)的金屬和焊縫的合金成分有著明顯的差別，焊接過程中，母材和焊材都會(huì)熔化并相互混合，混合的均勻程度隨著焊接工藝的改變而改變，而且焊接接頭不同的位置，混合均勻程度也有很大差異，這就造成了焊接接頭化學(xué)成分的不均勻性。比如塑料，塑料材料之間差異巨大，超聲波塑料焊接機(jī)不能對(duì)所有塑料進(jìn)行有效焊接。

7.金相組織的不均勻性。

由于焊接接頭化學(xué)成分的不連續(xù)，經(jīng)歷了焊接熱循環(huán)后，焊接接頭各個(gè)區(qū)域出現(xiàn)不同的組織，往往在某些區(qū)域出現(xiàn)極其復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。

8.性能的不連續(xù)性。

焊接接頭的化學(xué)成分和金相組織的差異，帶來了焊接接頭力學(xué)性能的不同。按以上步驟操作就不會(huì)出現(xiàn)剛剛焊接時(shí)還好好的，怎么一更換超聲波焊接機(jī)模具就焊接不好的現(xiàn)象了，如后期有焊接上的疑問，請(qǐng)直接與我們聯(lián)系，我們一定盡我們所能為您解決問題的。沿焊接接頭的各個(gè)區(qū)域強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、沖擊性能、高溫蠕變、持久性能都有很大差別。這種顯著的不均勻性使得焊接接頭不同區(qū)域在相同的條件下，表現(xiàn)出來的行為有很大的差異，出現(xiàn)弱化區(qū)域和強(qiáng)化區(qū)域，尤其是在高溫的條件下，異種金屬焊接接頭在服役過程中經(jīng)常出現(xiàn)早期失效。

高周波熔接機(jī)和超聲波塑焊機(jī)的工作原理

1）超聲波塑焊機(jī)工作原理是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生20KHz(或15KHz)的高壓、高頻信號(hào)，通過超聲波換能系統(tǒng)，把信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動(dòng)，加于塑料工件之上，通過工件表面及在分子間的磨擦而使傳遞到接口的溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到此工件本身熔點(diǎn)時(shí)，使工件接口迅速熔化，繼而填充于接口間的空隙，當(dāng)震動(dòng)停止，工件同時(shí)在一定的壓力下冷卻定形，便達(dá)成有效的熔接。相對(duì)于傳統(tǒng)焊機(jī)而言，超聲波金屬焊機(jī)的制造過程更加困難且成本較高，并且由于影響焊接工藝參數(shù)的因素較多，不易于對(duì)焊機(jī)機(jī)理的認(rèn)識(shí)和總結(jié)。

2）高周波熔接機(jī)工作原理是介質(zhì)材料在高頻電磁的作用下使物料內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫終達(dá)到焊接和熔接的目的。

不同頻率的超聲波焊接機(jī)有什么不同？

超聲波塑料焊機(jī)按頻率不同可分為40khz、35khz、28khz、20khz、15khz，不同頻率超聲波焊機(jī)的區(qū)別如下：

01用途不同：超聲波焊接通過振動(dòng)使塑料件達(dá)到連接的作用，頻率越高振幅越小，相應(yīng)的功率越小，所以高頻（40khz/35khz）焊機(jī)用于尺寸小二焊接精密的塑料件焊接；28khz焊機(jī)多用于手持點(diǎn)焊機(jī)，20khz/15khz超聲波焊機(jī)用于大而復(fù)雜塑料件的熔接。與熔焊相比，在焊接異種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越性，只要接頭形式允許，焊接質(zhì)量又能滿足要求，采用壓焊往往是比較合理的選擇。

02超聲波模具尺寸不同：超聲波模具常見的是半波焊頭，不同頻率超聲波焊機(jī)模具尺寸也不同，40k模具（7cm）、35khz（8cm）、28khz（10cm）、20khz模具（13cm）、15khz模具（17cm）。不過，大多數(shù)壓焊方法對(duì)接頭形式是有一定要求的，例如點(diǎn)焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭。測(cè)量超聲波模具長(zhǎng)度也是判斷頻率的重要指標(biāo)之一。

03結(jié)構(gòu)不同：高頻焊機(jī)（40khz、35khz、28khz）發(fā)聲結(jié)構(gòu)是分體式（換能器 變幅桿為單獨(dú)部件）、臺(tái)式超聲波焊機(jī)（20khz、15khz）發(fā)聲結(jié)構(gòu)是一體式（換能器 變幅桿為整體件。

超聲波常見的問題

5，焊接原理上理解誤區(qū)

相當(dāng)一部分從事多年超聲焊接方面的人員，對(duì)超聲能量傳遞有一種誤解，認(rèn)為音波在接觸面進(jìn)行焊接，其實(shí)是一種誤解，真正的焊接原理是，換能器把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過工件物質(zhì)分子進(jìn)行傳導(dǎo)，聲波在固體中傳導(dǎo)聲阻遠(yuǎn)小于在空氣中的聲阻，當(dāng)聲波通過工件接縫時(shí)，縫隙中的聲阻大，產(chǎn)生的熱能相當(dāng)大，溫度首先達(dá)到工件的熔點(diǎn)，再加上一定的壓力，使接縫熔接，而工件的其他部分由于聲阻小，溫度低不會(huì)熔接。五、電子：運(yùn)用自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)使用戶達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)確保產(chǎn)品之品質(zhì)需求。其原理同歐姆定律類似。

6，焊接結(jié)構(gòu)的誤區(qū)

超聲模具（Horn）型式多樣，工件的形狀決定模具外形，但每部分的尺寸和弧度，材質(zhì)都要嚴(yán)格計(jì)算的，有人錯(cuò)誤認(rèn)為只不過是一個(gè)金屬塊而已。設(shè)計(jì)是否合理直接影響著模具的效率，壽命，產(chǎn)品的合格率，嚴(yán)重時(shí)直接燒壞發(fā)生器。壓焊時(shí)，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會(huì)被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬（如點(diǎn)焊）。模具的材料一般使用鎂鋁7075，而有些人為降低成本，使用劣質(zhì)材料。正規(guī)模具生產(chǎn)商進(jìn)料都有一套嚴(yán)格地檢驗(yàn)程序，加工尺寸都是經(jīng)過計(jì)算機(jī)軟件模擬和校驗(yàn)后加工出來的。品質(zhì)才有保證。這些工序一般作坊是無法做到的，不經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，做出的模具，在焊接小工件時(shí)，反應(yīng)問題還不明顯，當(dāng)大功率時(shí)就會(huì)出現(xiàn)各種弊端。嚴(yán)重時(shí)直接損壞元器件。