?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(dǎo)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。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。非常溫條件下工作時，應(yīng)選用相應(yīng)的保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條。

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(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。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。超聲波金屬焊接機原理超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數(shù)萬次的高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬工件表面，再施以一定的壓力，使金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，達到焊接的目的。

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。音波熔接藉由超音波振動將電子能轉(zhuǎn)換為機械能，再靠焊頭(HORN)將能量傳達至塑料工件接觸面，使分子與分子間產(chǎn)生激烈摩擦，促使產(chǎn)品瞬間熔化并結(jié)合為一體，加工時速快、干凈、美觀、經(jīng)濟。

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。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。根據(jù)等強度的觀點，選擇滿足母材力學(xué)性能的焊條，或結(jié)合母材的可焊性，改用非等強度而焊接性好的焊條，但考慮焊縫的結(jié)構(gòu)形式，以滿足等強度、等剛度要求。

超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 KHz 電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將需要焊接的部件區(qū)域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。本片文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種。臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)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(biāo)型超聲波塑料焊接機，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。超聲波線就是超聲波導(dǎo)熔超點定位裝置，通常以接觸線（或接觸點）形式出現(xiàn)在塑料模具上。

影響塑料超聲波焊接性能的其它因素

潤滑劑

潤滑劑例如蠟、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸和脂肪酸等被加入到塑料中用于提高流動性和增加注塑性能。但是，在超聲波焊接時，潤滑劑會減小焊接界面的摩擦系數(shù)，從而影響塑料的超聲波焊接性能。

填充劑

為了提高塑料的機械性能，塑料中會加入填充劑，常用的填充劑如玻璃纖維、碳纖維、滑石粉以及碳酸鈣等。玻璃纖維添加到塑料中用于提高塑料的機械強度和尺寸穩(wěn)定性。普通的礦物質(zhì)填充劑，如玻璃纖維和滑石粉，會提高塑料傳導(dǎo)振動的能力，提高塑料的超聲波的焊接性能，特別是對于半結(jié)晶塑料。一般來說，10%~20%的玻璃纖維會顯著提高塑料的超聲波焊接性能。但是，當(dāng)比例過大會帶來其它問題。例如，填充劑的比例為30%，但在局部的焊接界面，真實的比例可能已經(jīng)超過30%，使得在焊接界面沒有足夠的塑料熔化而獲得理想的焊接質(zhì)量。當(dāng)填充劑比例超過40%時，很有可能在焊接界面不可焊接的材料比可焊接的材料還多，這就意味著超聲波焊接性能會變得很差。3：焊接材料的認(rèn)識誤區(qū)：由于社會各種材料很多，也很復(fù)雜，尤其是不斷創(chuàng)造出的新型材料。

回料

由于塑料的可回收性和降低零件材料成本，在塑料中常常會加入回料。超聲波焊接允許在塑料中加入回料，因為回料本身是同一種塑料。但是，回料的比例不能過大，而且回料不能是已經(jīng)降解的、或者被污染的，否則會出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題。為了保證焊接的質(zhì)量，建議回料的比例越少越好。原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。

色素

色素對塑料的超聲波焊接性能影響較小，除非色素的比例過高。相比其它顏色，白色和黑色通常需要添加更多的色素，有可能帶來一些焊接問題。同一種塑料的不同顏色可能需要不同的焊接參數(shù)，可以通過調(diào)機來獲得。

塑料等級

塑料等級對塑料的超聲波焊接性能具有很大的影響。同一種塑料的不同等級可能會有不同的熔點和不同的流動特性。

超聲波常見的問題

3，超聲波選擇誤區(qū)

使用多大輸出功率，振蕩頻率，振幅范圍，要根據(jù)工件的材料，焊線面積，工件內(nèi)是否有電子元器件，是否要氣密等因素來考慮。誤認(rèn)為功率越大越好。這也是一個誤解。如果對超聲波不是很了解。需要請教正規(guī)的超聲波生產(chǎn)廠工程技術(shù)人員。有條件的話需要到廠家現(xiàn)場溝通，不要盲目聽從一些非正規(guī)超聲銷售人員的誤導(dǎo)。目前生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的公司特別復(fù)雜，其中大部分為家庭式作坊，對電路進行生搬硬套，對工作原理似懂非懂。出的設(shè)備有一下致命缺陷。其一是購買的原材料品質(zhì)無法保證，其二生產(chǎn)工藝的核心技術(shù)沒有掌握。設(shè)備在中功率和大功率工作中經(jīng)常表現(xiàn)不穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率低。有時設(shè)備損壞。如換能器功率變壓器，所使用的磁性材料參數(shù)無法測量，磁飽和磁通密度（Bs），磁感應(yīng)強度（Bm），有效磁導(dǎo)率（Ue），剩余磁通密度（Br），矯頑力（A/M）等，繞制工藝相當(dāng)復(fù)雜，這些家庭式作坊是無法做到的。所以購買超聲波，需要先了解一下公司情況，不要盲目聽從銷售員吹捧，也不要只要價格。臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)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(biāo)型超聲波塑料焊接機，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。只有這樣才能日后減少不必要的麻煩。

4，超聲波輸出功率誤區(qū)

超聲波輸出功率大小，同壓電陶瓷片的直徑和厚度，材質(zhì)，設(shè)計工藝決定，換能器定型，功率也就定型了，衡量輸出能量大小是個復(fù)雜的過程。不是換能器越大，電路使用功率管越多，輸出能量就越大，它要相當(dāng)復(fù)雜的振幅測量儀，才能準(zhǔn)確測量其振幅，由于大多數(shù)使用者對超神波知識不太了解，加上銷售人員的誤導(dǎo)，給消費者一個錯誤的認(rèn)識，消耗電能多少并不能反映輸出超聲功率的大小，如產(chǎn)生縱向能量低，而消耗電流大，只能說明設(shè)備的效率底下，無功率大之說。熔接范圍：玩具業(yè)、文具業(yè)、家電業(yè)、電子業(yè)、食品業(yè)、通信業(yè)、交通業(yè)、航天航空等。