异种金属焊接存在的问题
异种金属的焊接在我们超声波行业经常会遇到三种材质铜、铝、镍之间相互进行焊接,且超声波焊接后导电性以及强度性能良好。
异种金属焊接所存在的一些固有问题阻碍了它的发展,如异种金属熔合区的构成和性能,异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区,由于靠近熔合区各段上焊缝结晶特点不同,又易形成性能不好的、成分变化的过渡层。
另外,由于处在高温的时间
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异种金属焊接存在的问题
异种金属的焊接在我们超声波行业经常会遇到三种材质铜、铝、镍之间相互进行焊接,且超声波焊接后导电性以及强度性能良好。
异种金属焊接所存在的一些固有问题阻碍了它的发展,如异种金属熔合区的构成和性能,异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区,由于靠近熔合区各段上焊缝结晶特点不同,又易形成性能不好的、成分变化的过渡层。
另外,由于处在高温的时间长,这一区域的扩散层会扩大,会进一步使金属的不均匀性增加。而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后,经常发现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象,分别在熔合线两侧形成脱碳层和增碳层,在低合金一侧母材形成脱碳层,在高合金焊缝一侧形成增碳层。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。
防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面:
1.在室温下,异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能,但高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣于母材。
2.在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区,该区韧性较低,是一个高硬度脆性层,也是导致构件失效破坏的薄弱区,它会降低焊接结构的使用可靠性。
3.焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和脱碳层。根据等强度的观点,选择满足母材力学性能的焊条,或结合母材的可焊性,改用非等强度而焊接性好的焊条,但考虑焊缝的结构形式,以满足等强度、等刚度要求。一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化(一般是劣化),从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。
4.失效与时间、温度和交变应力等条件有关。
5.焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。
6.化学成分的不均匀性。
异种金属焊接的时候,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别,焊接过程中,母材和焊材都会熔化并相互混合,混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变,而且焊接接头不同的位置,混合均匀程度也有很大差异,这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。
7.金相组织的不均匀性。
由于焊接接头化学成分的不连续,经历了焊接热循环后,焊接接头各个区域出现不同的组织,往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。
8.性能的不连续性。
焊接接头的化学成分和金相组织的差异,带来了焊接接头力学性能的不同。但是,在一般情况下,产品本身具有良好的定位功能是主要的,当错位时,通过修改超声波装置的方法改善错位现象只能“迟做总比不做好”,因此,当塑料制品结构设计应该首先考虑问题。沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下,表现出来的行为有很大的差异,出现弱化区域和强化区域,尤其是在高温的条件下,异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。
超声波塑料焊接机(带台面)标准机4200w
超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,
通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,
当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,
便达成很好的焊接。
新型的15KHz超声波塑胶焊接机,对焊接较软的PE、PP材料,以及直径超大,长度超长塑胶焊件,具有的效果,能满足各种产品的需要,
能为用户生产效率以及产品档次贡献。
台州市锦亚机械制造有限公司是一家生产塑料线性振动摩擦焊接机,热铆焊接机,热板焊接机,多头非标型超声波塑料焊接机,以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。

超声波焊接的局限性
尽管超声波焊接有众多的优点,但超声波焊接也有一定的局限性,在选择超声波焊接工艺之前和进行超声波焊接塑胶件零件设计时,产品设计工程师必须清楚了解超声波焊接的局限性,并通过合理零件设计来避免超声波焊接缺陷的产生、提高焊接的质量。
1) 材料的限制性;超声波焊接并不能够焊接所有的塑料,这是超声波焊接局限性。大多数焊接方法都可用于异种金属的焊接,但在选择焊接方法及制定工艺措施时,仍应考虑异种金属焊接时的特点。有的塑料焊接性能好,有的塑料焊接性能差;而且超声波焊接一般仅适合于同一种或者类似塑料之间的焊接。如果两个塑胶件材料不同,多数时候超声波焊接无能为力。因此,一旦选定超声波焊接工艺,就不能轻易更改零件材料。有工程师曾经向笔者反映,为何ABS材料的两个塑胶件进行超声波焊接时,焊接质量非常好,但由于其它设计要求,把一个塑胶件的ABS材料换成PBT,就很难焊上?就是这个原因。
2) 不可拆卸性;超声波焊接是不可拆卸性连接,无法进行返工;一旦两个零件通过超声波焊接装配成一体,如果发现产品出现质量问题,就无法进行返工。
3) 零件大小和形状的限制;中小型的塑胶件适合超声波焊接,尺寸一般小于250X300mm,较大的零件可能需要多个焊接工序。而且超声波焊接一般适用于形状比较单一的塑胶件,形状复杂的塑胶件有可能焊接质量较低。
4) 超声波的能量很大,在焊接过程中有可能造成塑胶件本身因为强度不够而发生损坏,同时也可能造成产品内部其它零部件损坏。检测困难对于目前超声波金属焊接技术的发展情况来说,对焊接产量的检测还是很难做到的,与其配套的检测设备还没有普及,而适用于传统焊接技术的检测方法又无法适用于新技术。因此,在进行产品设计时,尽可能增加塑胶件的强度和产品内部其它零部件的强度,或者将零部件远离焊接区域,尽量把强度不高的其它零部件安排在超声波焊接工序之后再进行装配。
5) 超声波对于人的听力有伤害,应准备好劳保用品。
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