金屬焊接
金屬的焊接性指的是金屬材料對焊接工藝的適應性,主要指在特定的焊接工藝條件下獲得高質量焊接接頭的難易程度。廣義上講,“焊接性”這個概念還包括“可用性”和“可靠性”。焊接性取決于材料的特性和所使用的工藝條件。金屬材料的焊接性不是靜態的,而是發展的。例如,對于原來被認為焊接性差的材料,在科學技術的發展下,新的焊接方法使得焊接更加容易,也就是焊接性變得更好。因此,我們不能只從工藝條件出發討論焊接性。
焊接性包括兩個方面:一是接頭性能,即在特定的焊接工藝條件下形成焊接缺陷的敏感性;二是實際性能,即在特定的焊接工藝條件下焊接接頭對使用要求的適應性。
焊接方式
- 激光焊接(LBW)
- 超聲波焊接(USW)
- 擴散焊接(DFW)
- 等等
- 焊接是一種將材料(通常是金屬)通過加熱至熔化點然后冷卻和凝固的過程,通常還會加入填充材料。材料的焊接性指的是在特定的工藝條件下能否進行焊接,這取決于材料的特性和所采用的焊接工藝。
- 焊接性可以分為兩個方面:接頭性能和實際性能。接頭性能指的是在特定的焊接工藝條件下形成焊接缺陷的敏感性,而實際性能指的是在特定的焊接工藝條件下焊接接頭對使用要求的適應性。
- 焊接方法有很多種,包括激光焊接(LBW)、超聲波焊接(USW)和擴散焊接(DFW)等。選擇焊接方法取決于被連接的材料、材料的厚度、所需的接頭強度等因素。
激光焊接
激光焊接,也被稱為激光束焊接(LBW),是一種制造技術,通過使用激光束將兩個或更多材料(通常是金屬)連接在一起。
這是一種非接觸式的工藝,需要從被焊接零件的一側進入焊接區域。
激光產生的熱量使接頭兩側的材料熔化,當熔融的材料混合并重新凝固時,它們融合在一起。
焊接是通過強烈的激光光束迅速加熱材料形成的,通常計算在毫秒級別。
激光束是一種相干(單相)的單波長(單色)光。激光束具有較低的光束發散度和高能量含量,在擊中表面時會產生熱量。
與所有焊接形式一樣,使用激光焊接時細節很重要。您可以使用不同的激光器和各種激光焊接工藝,而在某些情況下,激光焊接并不是最佳選擇。
超聲波焊接
超聲波焊接的基本原理如下:
- 夾具中的零件:要組裝的兩個熱塑性零件被放置在一個支撐嵌套件(夾具)中,一個零件疊放在另一個零件上面。
- 超聲波角接觸:一種稱為角接觸頭的鈦或鋁部件與上部塑料零件接觸。
- 施加力量:對零件施加一定的受控力量或壓力,使它們與夾具緊密連接。
- 焊接時間:超聲波角頭以20,000次/秒(20 kHz)或40,000次/秒(40 kHz)的頻率垂直振動,在以千分之幾英寸(微米)為單位的距離上進行一段預定的時間,稱為焊接時間。通過精心的零件設計,這種振動機械能被定向到兩個零件之間有限的接觸點上。機械振動通過熱塑性材料傳遞到接合界面,產生摩擦熱。當接合界面的溫度達到熔點時,塑料熔化并流動,振動停止。這樣,熔化的塑料開始冷卻。
- 保持時間:保持一定時間的夾緊力量,使熔化的塑料在冷卻和固化過程中融合。這稱為保持時間。(注意:通過在保持時間內施加更大的力量,可以提高接頭強度和氣密性。這可以通過雙重壓力實現)。
- 角接觸頭收回:一旦熔化的塑料固化,夾緊力被釋放,超聲波角頭被收回。兩個塑料零件現在像模塑在一起一樣連接,并作為一個整體從夾具中取出。
擴散焊, DFW
擴散焊接是一種通過熱和壓力來進行的連接過程,其中接觸面通過原子的擴散來實現連接。
?擴散焊接的過程如下:
- 兩個不同濃度的工件被放置在兩個壓力機之間。對于每種工件的組合,壓力機是獨特的,這意味著如果產品設計發生變化,就需要新的設計。
- 系統接收到相當于材料熔點的約50-70%的熱量,增加了兩種材料中原子的運動性。
- 然后將壓力機壓緊,使得兩種材料在接觸區域開始擴散。擴散是由于工件具有不同的濃度而發生的,熱量和壓力只是使過程更加容易。因此,壓力被用來使材料的接觸面盡可能接近,以便原子更容易擴散。當達到所需的原子擴散比例時,去除熱量和壓力,完成焊接過程。
