?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)常會遇到三種材質(zhì)銅、鋁、鎳之間相互進行焊接，且超聲波焊接后導電性以及強度性能良好。

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，由于處在高溫的時間長，這一區(qū)域的擴散層會擴大，會進一步使金屬的不均勻性增加。異種金屬擴散焊時加入中間層材料，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共晶體，此時形成的薄層液體，經(jīng)一定時間的保溫過程，使中間層材料全部擴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或焊后經(jīng)熱處理或經(jīng)高溫運行后，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)在以下幾個方面：

1.在室溫下，異種金屬焊接接頭區(qū)的機械性能（如拉伸、沖擊、彎曲等）一般優(yōu)于被焊母材的性能，但高溫下或高溫長期運行后，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馬氏體過渡區(qū)，該區(qū)韌性較低，是一個高硬度脆性層，也是導致構(gòu)件失效破壞的薄弱區(qū)，它會降低焊接結(jié)構(gòu)的使用可靠性。

3.焊后熱處理或高溫運行過程中碳遷移會導致在熔合線兩側(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。一般認為脫碳層由于碳的減少而導致該區(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中的高溫管線的失效部位都集中在脫碳層。

4.失效與時間、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.化學成分的不均勻性。

異種金屬焊接的時候，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，超聲波塑料焊接機不能對所有塑料進行有效焊接。

7.金相組織的不均勻性。

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

8.性能的不連續(xù)性。

焊接接頭的化學成分和金相組織的差異，帶來了焊接接頭力學性能的不同。按以上步驟操作就不會出現(xiàn)剛剛焊接時還好好的，怎么一更換超聲波焊接機模具就焊接不好的現(xiàn)象了，如后期有焊接上的疑問，請直接與我們聯(lián)系，我們一定盡我們所能為您解決問題的。沿焊接接頭的各個區(qū)域強度、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。

高周波熔接機和超聲波塑焊機的工作原理

1）超聲波塑焊機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，通過超聲波換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，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，當溫度達到此工件本身熔點時，使工件接口迅速熔化，繼而填充于接口間的空隙，當震動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達成有效的熔接。相對于傳統(tǒng)焊機而言，超聲波金屬焊機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，不易于對焊機機理的認識和總結(jié)。

2）高周波熔接機工作原理是介質(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)生高溫終達到焊接和熔接的目的。

不同頻率的超聲波焊接機有什么不同？

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

01用途不同：超聲波焊接通過振動使塑料件達到連接的作用，頻率越高振幅越小，相應(yīng)的功率越小，所以高頻（40khz/35khz）焊機用于尺寸小二焊接精密的塑料件焊接；28khz焊機多用于手持點焊機，20khz/15khz超聲波焊機用于大而復雜塑料件的熔接。與熔焊相比，在焊接異種金屬接頭時壓焊具有一定的優(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)壓焊方法對接頭形式是有一定要求的，例如點焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭。測量超聲波模具長度也是判斷頻率的重要指標之一。

03結(jié)構(gòu)不同：高頻焊機（40khz、35khz、28khz）發(fā)聲結(jié)構(gòu)是分體式（換能器 變幅桿為單獨部件）、臺式超聲波焊機（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)

相當一部分從事多年超聲焊接方面的人員，對超聲能量傳遞有一種誤解，認為音波在接觸面進行焊接，其實是一種誤解，真正的焊接原理是，換能器把電能轉(zhuǎn)換為機械能后，通過工件物質(zhì)分子進行傳導，聲波在固體中傳導聲阻遠小于在空氣中的聲阻，當聲波通過工件接縫時，縫隙中的聲阻大，產(chǎn)生的熱能相當大，溫度首先達到工件的熔點，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，溫度低不會熔接。五、電子：運用自動化方案設(shè)計使用戶達到規(guī)?；a(chǎn)，同時確保產(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)都要嚴格計算的，有人錯誤認為只不過是一個金屬塊而已。設(shè)計是否合理直接影響著模具的效率，壽命，產(chǎn)品的合格率，嚴重時直接燒壞發(fā)生器。壓焊時，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)商進料都有一套嚴格地檢驗程序，加工尺寸都是經(jīng)過計算機軟件模擬和校驗后加工出來的。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，做出的模具，在焊接小工件時，反應(yīng)問題還不明顯，當大功率時就會出現(xiàn)各種弊端。嚴重時直接損壞元器件。