?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(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(kuò)散層會擴(kuò)大，會進(jìn)一步使金屬的不均勻性增加。支撐工裝是為防止下部零件在超聲波作用時發(fā)生移動專門設(shè)計的，它通常加工成緊密匹配零件表面輪廓的形狀。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(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(dǎo)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(dǎo)致在熔合線兩側(cè)分別形成增碳層和脫碳層。由于超聲波金屬焊接技術(shù)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(shù)的焊機(jī)的制造要求較高。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(xué)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(xué)成分的不均勻性。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。

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。相對于傳統(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，不易于對焊機(jī)機(jī)理的認(rèn)識和總結(jié)。沿焊接接頭的各個區(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，通過超聲波換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)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(dāng)溫度達(dá)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(dāng)震動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達(dá)成有效的熔接。有些焊接設(shè)備采用電磁力加壓系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的氣缸，能更好地控制接近速度，在焊接小型或精密零件時是有益的。

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。

超聲波焊接的微觀過程

從微觀上來看，當(dāng)兩個塑膠件從開始接觸到后熔合在一起，可以分為四個階段：

階段：開始熔化階段。在這一階段，兩個焊接零件表面間的摩擦和內(nèi)部摩擦產(chǎn)生熱量，塑料開始受熱熔化。

第2階段：連接階段。在這一階段，兩個零件開始熔化在一起，形成較薄的熔合層，隨著熱量的增加，熔合層的厚度繼續(xù)增加。

第3階段：穩(wěn)態(tài)熔流階段。在這一階段，熔合層的厚度繼續(xù)增加，直到達(dá)到一定的厚度保持不變，振動停止。

第4階段：保壓/冷卻階段。在這一階段，在焊接壓力的保持下，熔流開始冷卻凝固，兩個塑膠件終焊接成一體。

塑料焊接機(jī)技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用

汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經(jīng)受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料， 具有加工容易、快速的優(yōu)點。在車用塑料中，居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚21％、聚氨酯19．6％、聚12．2％、熱固性復(fù)合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。10．先故障后調(diào)試有些情況下，所有的損壞原件都更換好了，但是還是不正常，這就要檢查保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試問題了，電流大保護(hù)，頻率大保護(hù)，超聲波維修單前提是調(diào)頻電感一定要處在合適的位置，如果偏離正常位置太遠(yuǎn)，在調(diào)試的過程中可能會損壞功放板。    塑料的連接是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。塑料可以通過機(jī)械緊固、粘接或焊接進(jìn)行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會產(chǎn)生應(yīng)力集中，不能形成密封接頭或獲得適當(dāng)?shù)男阅?。粘接能獲得優(yōu)良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進(jìn)行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產(chǎn)。而熱風(fēng)塑料焊接經(jīng)濟(jì)、簡單、快捷、可靠，能形成靜態(tài)強(qiáng)度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產(chǎn)，在汽車工業(yè)獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。塑料焊接技術(shù)水平已經(jīng)成為了衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平及新材料開發(fā)水平的標(biāo)志之一。 汽車工業(yè)各種塑料焊接方法

      塑料的焊接局限于熱塑性塑料的焊接 ，因為只有熱塑性塑料在加熱時可以熔化或軟化，而熱固性塑料加熱時不能軟化和重熔。熱風(fēng)焊接類似于金屬的氧氣焊，只不過后者用明火前者用熱氣流加熱。電動汽車需求的迅速上升，使得動力鋰離子電池需求量大幅上升，使之成為帶動鋰離子電池行業(yè)增長的主力。熱氣焊過程中，來自焊槍（推薦使用LEISTER焊槍）中的熱氣流(典型的溫度為20-700°C, 連續(xù)調(diào)節(jié)，流速達(dá)230L／ min)同時對焊條和焊件加熱，當(dāng)材料表面軟化達(dá)到黏稠狀態(tài)時，焊條連續(xù)壓進(jìn)到焊縫中。 焊條材料完全與母材成份相同，通常是圓形的(直徑約5mm) ，焊接厚板時采用多焊道焊接。圓形焊條的一個缺點是在多焊道過程中空氣泡容易截留在焊縫中，造成強(qiáng)度降低，這個問題可以通過采用三角形截面焊條解決?？捎脽犸L(fēng)焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風(fēng)焊接的主要優(yōu)點是適應(yīng)性(靈活性)強(qiáng)，可用簡單的便攜式設(shè)備加工大型、復(fù)雜的零部件。