超聲波焊接機的分類

　　超聲波焊接分類按照超聲波彈性振動能量傳入焊件的方向，超聲波焊接的基本類型可以分為兩類：一類是振動能量由切向傳遞到焊件表面而使焊接界面產生相對摩擦，這種方法適用于金屬材料的焊接；另一類是振動能量由垂直于焊件表面的方向傳入焊件，主要是用于塑料的焊接。常見的金屬超聲波焊接可分為點焊、環(huán)焊、縫焊及線焊；近年來，雙振動系統(tǒng)的焊接和超聲波對焊也有一定的應用。

　?。?）點焊點焊是應用最廣的一種焊接形式，根據(jù)振動能量的傳遞方式，可以分為單側式、平行兩側式和垂直兩側式。振動系統(tǒng)根據(jù)上聲極的振動方向也可以分為縱向振動系統(tǒng)、彎曲振動系統(tǒng)以及介于兩者之間的輕型彎曲振動系統(tǒng)。功率500W以下的小功率焊機多采用輕型結構的縱向振動；千瓦以上的大功率焊機多采用重型結構的彎曲振動系統(tǒng)；而輕型彎曲振動系統(tǒng)適用于中小功率焊機，它兼有上述兩種振動系統(tǒng)的優(yōu)點。

　?。?）環(huán)焊環(huán)焊方法如圖5所示，主要用于一次成形的封閉形焊縫，能量傳遞采用的是扭轉振動系統(tǒng)。焊接時，耦合桿4帶動上聲極5作扭轉振動，振幅相對于聲極軸線呈對稱分布，軸心區(qū)振幅為零，邊緣位置振幅最大。該類焊接方法最適合于微電子器件的封裝工藝，有時環(huán)焊也用于對氣密性要求特別高的直線焊縫的場合，用來代替縫焊。由于環(huán)焊的一次焊縫的面積較大，需要有較大的功率輸入，因此常常采用多個換能器的反向同步驅動方式。

　?。?）縫焊與電阻焊中的縫焊類似，超聲波縫焊實質上是由局部相互重疊的焊點形成一條連續(xù)焊縫。縫焊機的振動系統(tǒng)按其滾輪振動狀態(tài)可分為縱向振動、彎曲振動以及扭轉振動三種形式（圖6）。其中最常見的是縱向振動形式，只是滾輪的尺寸受到驅動功率的限制。縫焊可以獲得密封的連續(xù)焊縫，通常焊件被夾持在上下滾輪之間，在特殊情況下可采用平板式下聲極。

　?。?）線焊它是點焊方法的一種延伸，利用線狀上聲極，在一個焊接循環(huán)內形成一條狹窄的直線狀焊縫，聲極長度就是焊縫的長度，現(xiàn)在可以達到150mm，這種方法最適用于金屬薄箔的封口。

　　（5）雙超聲波振動系統(tǒng)的點焊：上下兩個振動系統(tǒng)的頻率分別為27kHz和20kHz（或15kHz），上下振動系統(tǒng)的振動方向相互垂直，焊接時二者作直交振動。當上下振動系統(tǒng)的電源各為3kW時，可焊鋁件的厚度達10mm，焊點強度達到材料本身的強度。雙超聲波振動系統(tǒng)多用于集成電路和晶體管細導線的焊接，雖然焊接方法與點焊基本相同，但焊接設備復雜，要求設備的控制精度高，以便實現(xiàn)焊點的高質量和高可靠性焊接。

　　（6）超聲波對焊超聲波對焊主要用于金屬的對接，是近年來開發(fā)的一種新方法。焊接設備由上、下振動系統(tǒng)、提供接觸壓力的液壓源和焊件夾持裝置等部分組成。左邊焊件的一端由夾具固定，另一端夾在上、下振動系統(tǒng)之間作超聲振動；右焊件端面與左端面對接，并由夾具夾緊，接觸壓力加在右側焊件上。焊接時，在超聲振動的作用下即可把兩個焊件在端面焊接在一起。應注意，焊接裝置的上、下振動系統(tǒng)的振動相位必須相反，上振動系統(tǒng)可以是無源的。采用頻率為27kHz的該類焊接裝置可以焊接6～10mm厚的鋁板、6mm厚的銅板和鋁板的焊接。目前可以實現(xiàn)6mm厚、100～400mm寬鋁板的對接。