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不同焊接方法焊接异种金属时的特点 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。根据母材和焊接接头不同的要求，熔焊、压焊及其他焊接方法在异种金属焊接中都有所应用，但也都各有其优缺点。 1.熔焊 异种金属焊接中应用较多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电
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不同焊接方法焊接异种金属时的特点



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。根据母材和焊接接头不同的要求，熔焊、压焊及其他焊接方法在异种金属焊接中都有所应用，但也都各有其优缺点。

1.熔焊

异种金属焊接中应用较多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。为了减少稀释，降低熔合比或控制不同金属母材的熔化量，通常可选用热源能量密度较高的电子束焊、激光焊等离子弧焊等方法。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。

为了减小熔深，可以采取间接电弧、摆动焊丝、带状电极、附加不通电焊丝等工艺措施。但无论如何，只要是熔焊，总有部分母材熔入焊缝而引起稀释，另外，还会形成诸如金属间化合物、共晶体等。为了减轻这类不利影响，必须控制和缩短金属在液态或高温固态下的停留时间。1、超声波塑料焊接机一般情况下不能应用在几片厚度为2-3MM之间的塑料焊接，但不排除特殊条件下的，如结构/焊接方式/超声波机功率等都有影响。

然而，尽管熔焊方法和工艺措施不断改进和完善，却仍然难以解决所有异种金属焊接时的问题，因为金属种类繁多，性能要求又多种多样，接头形式又各不相同，许多情况下还需要采用压焊或其他的焊接方法来解决特定的异种金属接头的焊接问题。

2.压焊

大多数压焊方法都只将被焊金属加热至塑性状态或甚至不加热，而以施加一定的压力为基本特征。与熔焊相比，在焊接异种金属接头时压焊具有一定的优越性，只要接头形式允许，焊接质量又能满足要求，采用压焊往往是比较合理的选择。

压焊时，异种金属交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有压力的作用，即使表面有熔化金属存在，也会被挤压而排出（如闪光焊和摩擦焊），只有少数情况下压焊后还保留了曾经熔化的金属（如点焊）。

压焊由于不加热或加热温度低，可以减轻或避免热循环对母材金属性能的不利影响，防止产生脆性的金属间化合物。某些形式的压焊甚至能将已产生的金属间化合物从接头中挤压出去。此外，压焊时也不存在因稀释而引起的焊缝金属性能变化问题。

不过，大多数压焊方法对接头形式是有一定要求的，例如点焊、缝焊、超声波焊必须用搭接接头；摩擦焊时至少有一个工件必须具有旋转体的截面。压焊设备目前也还不普及。这些无疑地都限制了压焊的应用范围。

3.其他

除熔焊和压焊外，还有一些可以用于异种金属焊接的方法。例如钎焊就是钎料与母材之间的异种金属焊接方法，不过这里所讨论的则是较特殊的钎焊方法。

有一种方法称作熔焊——钎焊，即对异种金属接头中低熔点母材一侧为熔焊，对高熔点母材—侧为钎焊。而且通常是以低熔点母材相同的金属为钎料。因此，钎料与低熔点母材之间就是同种金属的熔焊过程，不存在特殊困难。钎料与高熔点母材之间则是钎焊过程，母材不发生熔化、结晶，可以避免许多焊接性方面的问题，但要求钎料对母材能良好润湿。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将需要焊接的部件区域熔化。

另一种方法称作共晶钎焊或共晶扩散钎焊。这是将异种金属接触表面加热到一定温度，使两种金属在接触表面处形成低熔点的共晶体，该低熔点共晶体在此温度下呈液态，实质上成了一种不用外加钎料的钎焊方法。

当然，这要求两种金属之间能够形成低熔点的共晶体。异种金属扩散焊时加入中间层材料，在很低压力下加热使中间层材料熔化，或与被焊金属接触形成低熔点共晶体，此时形成的薄层液体，经一定时间的保温过程，使中间层材料全部扩散到母材中并均匀化，就能形成没有中间材料的异种金属接头。复杂零件、特型的或大尺寸零件通常需要复合式焊头（子母焊头），这时基底焊头采用铝质，钛或钢次级焊头与基底焊头相连并引导能量。

这类方法在焊接过程中都会出现少量液态金属。因而又被称作液相过渡焊，他们的共同特点就是接头中不存在铸造组织。





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。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？就中期来看，当前运输技术的升级是环球应用科技升级的核心，动力锂电池作为运输技术升级不可或缺的配套产品，在未来3-5年预计将有极大的发展。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。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。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。

5) 超声波对于人的听力有伤害，应准备好劳保用品。








超声波焊接的步骤

超声波焊接的详细步骤如图所示：（超声波焊接的详细步骤）

步：两个焊接塑胶件先后被放置在焊接夹具中。

第二步：焊头下移，接触上部塑胶件。

第三步：压力通过焊头，把两个塑胶件件压紧。

第四步：焊头以15千赫兹或20千赫兹每秒的频率垂直振动，机械振动能量传导到两个塑胶件的初始接触区域，剧烈摩擦产生热能，当焊接界面的温度达到塑料的熔点后，塑料熔化并流动，振动停止，这一段时间称为熔化时间。

第五步：继续保持压力一段时间直到熔化的塑料冷却并固化，这段时间称为保压时间。

第六步：一旦熔化的塑料固化，去除压力，退回焊头，两个塑胶件熔合在一起，超声波焊接过程完成。