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大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接,但在選擇焊接方法及制定工藝措施時,仍應考慮異種金屬焊接時的特點。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求,熔焊、壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應用,但也都各有其優(yōu)缺點。
1.熔焊
異種金屬焊接中應用較多的是熔焊方法,常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。為了減少稀釋,降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量,通??蛇x用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。
為了減小熔深,可以采取間接電弧、擺動焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。但無論如何,只要是熔焊,總有部分母材熔入焊縫而引起稀釋,另外,還會形成諸如金屬間化合物、共晶體等。為了減輕這類不利影響,必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時間。
然而,盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進和完善,卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時的問題,因為金屬種類繁多,振動焊設備圖片,性能要求又多種多樣,接頭形式又各不相同,許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來解決特定的異種金屬接頭的焊接問題。
2.壓焊
大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱,而以施加一定的壓力為基本特征。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,焊接質量又能滿足要求,采用壓焊往往是比較合理的選擇。
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)。
壓焊由于不加熱或加熱溫度低,可以減輕或避免熱循環(huán)對母材金屬性能的不利影響,防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬間化合物從接頭中擠壓出去。此外,壓焊時也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性能變化問題。
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;摩擦焊時至少有一個工件必須具有旋轉體的截面。壓焊設備目前也還不普及。這些無疑地都限制了壓焊的應用范圍。
3.其他
除熔焊和壓焊外,還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。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。
有一種方法稱作熔焊——釬焊,即對異種金屬接頭中低熔點母材一側為熔焊,對高熔點母材—側為釬焊。而且通常是以低熔點母材相同的金屬為釬料。因此,釬料與低熔點母材之間就是同種金屬的熔焊過程,不存在特殊困難。釬料與高熔點母材之間則是釬焊過程,母材不發(fā)生熔化、結晶,可以避免許多焊接性方面的問題,但要求釬料對母材能良好潤濕。
另一種方法稱作共晶釬焊或共晶擴散釬焊。這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度,使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點的共晶體,該低熔點共晶體在此溫度下呈液態(tài),實質上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。
當然,這要求兩種金屬之間能夠形成低熔點的共晶體。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。
這類方法在焊接過程中都會出現(xiàn)少量液態(tài)金屬。因而又被稱作液相過渡焊,他們的共同特點就是接頭中不存在鑄造組織。
超聲波塑料焊接工藝
超聲波焊是一種快捷,干凈,有效的裝配工藝,用來裝配處理熱塑性塑料配件,及一些合成構件的方法。目前被運用的朔膠制品與之間的粘結,朔膠制品與金屬配件 的粘結及其它非朔膠材料之間的粘結。它取代了溶劑粘膠機械堅固及其它的粘接工藝,是一種成熟的裝配技術。超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果。
超聲波的優(yōu)點:
1,節(jié)能
2,無需裝備散煙散熱的通風裝置
3,成本低,
4,振動摩擦焊的設備,容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)
超聲波焊接機的工作原理
超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設備將當前50/60Hz的電頻轉變成20KHz或40KHz的電能高頻電能,供應給轉換器。轉換器將電能轉 換成用于超聲波的機械振動能,調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學裝置。
振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化, 振動會在熔融狀態(tài)物質到達其介面時停止,短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產(chǎn)生個強分子鍵, 整個周期通常是不到一秒種便完成,但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。
1.結合系統(tǒng)存在問題
超聲波金屬焊接技術在焊接過程中,要實現(xiàn)多種協(xié)作系統(tǒng)的相互配合,形成一個緊密結合的整體系統(tǒng),這個系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、聲學系統(tǒng)和機械系統(tǒng)。若整個系統(tǒng)的配合度和協(xié)調度不一致,就會導致系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可操作性以及可靠性方面存在一定的問題。
2.焊機制造困難且對其機理認識不足。
由于超聲波金屬焊接技術能夠焊接密度大、厚度高的金屬以及異種金屬,所以對于實現(xiàn)這種技術的焊機的制造要求較高。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。
3."開敞性”較差且易出高頻振動
超聲波金屬焊接機“開敞性”比較差,其伸入尺寸被嚴格限定在焊接所允許的范圍內,并且其接頭形式仍然只限于搭接接頭,還沒有在技術上取得進一步的突破。同時,超聲波金屬焊接機在過程中的焊點容易出現(xiàn)高頻振動,可能致使產(chǎn)品工件的邊緣受損,尤其是硬而脆的材料。
4.檢測困難
對于目前超聲波金屬焊接技術的發(fā)展情況來說,對焊接產(chǎn)品質量的檢測還是很難做到的,與其配套的檢測設備還沒有普及,而適用于傳統(tǒng)焊接技術的檢測方法又無法適用于新技術。檢測技術跟不上就為大批量生產(chǎn)制造了一定的困難。
臺州市錦亞機械制造有限公司是一家生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機,熱鉚焊接機,熱板焊接機,多頭非標型超聲波塑料焊接機,以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。
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