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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。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。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。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。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。因為超聲波能量是瞬間爆發的，當瞬間能量產生時，接縫面積越大，能量分散越嚴重，焊接效果越差，甚至無法焊接。

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。另外一個原因是超聲波是縱向傳播的，能量損失和距離成正比，距離越遠焊接效果就越小，因此工件臂厚不能低于2MM，否則不能良好的熔接。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。

當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。

超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。

2、超聲波金屬焊接機

超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過15KHz ）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．

金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將線框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升．

超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理

超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz ）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。4、采用預超聲波焊接方式，在與產品接觸前釋放超聲波，可減少脫位。臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業生產塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。

塑料之間的超聲波焊接兼容性

兩種塑料能夠焊接兼容，必須在化學上兼容，否則，盡管兩種塑料熔合在一起，但沒有分子鍵的結合，焊接強度會非常低。"開敞性”較差且易出高頻振動超聲波金屬焊接機“開敞性”比較差，其伸入尺寸被嚴格限定在焊接所允許的范圍內，并且其接頭形式仍然只限于搭接接頭，還沒有在技術上取得進一步的突破。一個典型的例子是PE與PP的焊接。兩種塑料都是半結晶塑料，有著相似的外觀和相似的物理性能，但它們不能在化學上兼容，因此它們不能焊接在一起。

熱塑性塑料能夠與自身焊接在一起。例如，一個ABS的零件能夠與另外一個ABS的零件焊接在一起；不同的塑料能夠焊接在一起取決于兩個因素；其一是它們的熔化溫度很接近，在22°以內；如果熔化溫度相差很大，一種塑料已經開始分解了，另一種塑料才開始熔化，兩種塑料自然無法焊接在一起。2、超聲波焊接機的焊接效果是與表面光整度有關，否則就不用在塑料模具上做超聲波線了。其二是相似的分子結構。例如，ABS零件能夠與Acrylic零件進行焊接是因為它們的化學屬性是兼容的。一般來說，只有相似的無定形塑料才有機會彼此焊接在一起，而半結晶塑料的化學屬性相差很大，它們基本上不能互相焊接在一起。

值得注意的是，即使是同一種塑料之間的超聲波焊接，應該使用來自同一家供應商的同一種型號材料，否則也有可能產生焊接質量問題。