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?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經常會遇到三種材質銅、鋁、鎳之間相互進行焊接，且超聲波焊接后導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展，如異種金屬熔合區的構成和性能，異種金屬焊接結構的破壞多半發生在熔合區，由于靠近熔合區各段上焊縫結晶特點不同，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，這一區域的擴散層會擴大，會進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生移動專門設計的，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熱處理或經高溫運行后，經常發現低合金一側的碳通過焊縫邊界向高合金焊縫中“遷移”的現象，分別在熔合線兩側形成脫碳層和增碳層，在低合金一側母材形成脫碳層，在高合金焊縫一側形成增碳層。

防礙和阻止異種金屬結構的使用和發展主要表現在以下幾個方面：

1.在室溫下，異種金屬焊接接頭區的機械性能（如拉伸、沖擊、彎曲等）一般優于被焊母材的性能，但高溫下或高溫長期運行后，接頭區的性能劣于母材。

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，該區韌性較低，是一個高硬度脆性層，也是導致構件失效破壞的薄弱區，它會降低焊接結構的使用可靠性。

3.焊后熱處理或高溫運行過程中碳遷移會導致在熔合線兩側分別形成增碳層和脫碳層。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，所以對于實現這種技術的焊機的制造要求較高。一般認為脫碳層由于碳的減少而導致該區域組織、性能發生較大變化（一般是劣化），從而使得該區域容易在服役過程中發生早期失效。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、溫度和交變應力等條件有關。

5.焊后熱處理不能消除接頭區的殘余應力分布。

6.化學成分的不均勻性。

異種金屬焊接的時候，由于焊縫兩側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成分的不均勻性。防礙和阻止異種金屬結構的使用和發展主要表現在以下幾個方面：1。

7.金相組織的不均勻性。

由于焊接接頭化學成分的不連續，經歷了焊接熱循環后，焊接接頭各個區域出現不同的組織，往往在某些區域出現極其復雜的組織結構。

8.性能的不連續性。

焊接接頭的化學成分和金相組織的差異，帶來了焊接接頭力學性能的不同。相對于傳統焊機而言，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的因素較多，不易于對焊機機理的認識和總結。沿焊接接頭的各個區域強度、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域在相同的條件下，表現出來的行為有很大的差異，出現弱化區域和強化區域，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常出現早期失效。

高周波熔接機和超聲波塑焊機的工作原理

1）超聲波塑焊機工作原理是由超聲波發生器產生20KHz(或15KHz)的高壓、高頻信號，通過超聲波換能系統，把信號轉換為高頻機械振動，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，當溫度達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，當震動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達成有效的熔接。有些焊接設備采用電磁力加壓系統取代傳統的氣缸，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）高周波熔接機工作原理是介質材料在高頻電磁的作用下使物料內部分子間互相激烈碰撞產生高溫終達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部摩擦產生熱量，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，熔合層的厚度繼續增加。

第3階段：穩態熔流階段。在這一階段，熔合層的厚度繼續增加，直到達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。

塑料焊接機技術在汽車行業的應用

汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經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％、熱固性復合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。10．先故障后調試有些情況下，所有的損壞原件都更換好了，但是還是不正常，這就要檢查保護系統的調試問題了，電流大保護，頻率大保護，超聲波維修單前提是調頻電感一定要處在合適的位置，如果偏離正常位置太遠，在調試的過程中可能會損壞功放板。    塑料的連接是其廣泛應用的關鍵環節。塑料可以通過機械緊固、粘接或焊接進行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會產生應力集中，不能形成密封接頭或獲得適當的性能。粘接能獲得優良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產。而熱風塑料焊接經濟、簡單、快捷、可靠，能形成靜態強度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產，在汽車工業獲得了愈來愈廣泛的應用。塑料焊接技術水平已經成為了衡量汽車生產技術水平及新材料開發水平的標志之一。 汽車工業各種塑料焊接方法

      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, 連續調節，流速達230L／ min)同時對焊條和焊件加熱，當材料表面軟化達到黏稠狀態時，焊條連續壓進到焊縫中。 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，造成強度降低，這個問題可以通過采用三角形截面焊條解決。可用熱風焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風焊接的主要優點是適應性(靈活性)強，可用簡單的便攜式設備加工大型、復雜的零部件。