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。1、超声波塑料焊接的特点:超声波焊接的用途非常的广,应用于不同的行业领域。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。
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。遇到此问题时,要按以下步骤操作焊接效果才达标:1:先装好上模,测试上模具的频率对不对。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。1、超声波塑料焊接机超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。
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。事实上超声波焊接机换模后,超声焊接机焊接效果不好、不达标,基本都不是超声波焊接机出现了问题,而是换模后,没有正确调试导致的。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。
超声波金属焊接机有什么缺点
1.结合系统存在问题
超声波金属焊接技术在焊接过程中,要实现多种协作系统的相互配合,形成一个紧密结合的整体系统,这个系统包括超声波发生器、声学系统和机械系统。若整个系统的配合度和协调度不一致,就会导致系统在稳定性、可操作性以及可靠性方面存在一定的问题。
2.焊机制造困难且对其机理认识不足。
由于超声波金属焊接技术能够焊接密度大、厚度高的金属以及异种金属,所以对于实现这种技术的焊机的制造要求较高。相对于传统焊机而言,超声波金属焊机的制造过程更加困难且成本较高,并且由于影响焊接工艺参数的因素较多,不易于对焊机机理的认识和总结。
3."开敞性”较差且易出高频振动
超声波金属焊接机“开敞性”比较差,其伸入尺寸被严格限定在焊接所允许的范围内,并且其接头形式仍然只限于搭接接头,还没有在技术上取得进一步的突破。超声波焊接的特点是它发热只集中在焊接部分,焊缝牢固而美观,不管塑料的规格大小,几乎所有在硬壳塑料焊接可以采用超声波焊接。同时,超声波金属焊接机在过程中的焊点容易出现高频振动,可能致使产品工件的边缘受损,尤其是硬而脆的材料。
4.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。检测技术跟不上就为大批量生产制造了一定的困难。
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。

塑料的超声波焊接性能
塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料可塑但不可逆。次加热时可熔化流动,加热到一定温度,产生化学反应,交联固化变硬而形成固体;但这种变化时不可逆的,当重新受热加压时,热固性塑料不能再次熔化。与焊接套件中的其它零件一样,变幅杆是调谐装置,因而它也必须在特定频率共振以便将超声能量从换能器传至焊头。因此,超声波焊接不能焊接热固性塑料。热塑性塑料可塑又可逆;当加热形成固体后,其内部结构仅经历形态的变化,是可逆的;重新加热和加压时,能够重新熔化并再次形成固体。超声波焊接能够焊接大部分的热塑性塑料。
热塑性塑料又分为无定形塑料和半结晶塑料,由于二者的分子结构和排布不同,二者的超声波焊接性能又有所差别。
无定形塑料的分子结构呈随机分布,没有一个明确的熔点Tm,其在一个很广泛的温度范围内逐步软化、熔化和流动;而不是一旦加热到某个温度就立即从固体熔化,然后又立即固化。焊接部位难以清理的焊件,选用氧化性强的,对氧化皮和油污不敏感的酸性焊条,以免产生气孔等缺陷。无定形塑料这种特性非常易于传导超声波振动能力,能够在较大的压力和振幅范围内进行超声波焊接。
半结晶塑料的分子结构在局部呈规律性分布,有一个明确的熔点Tm,在温度达到熔点之前,半结晶塑料始终保持着固态;当温度达到熔点后,整个分子链立刻开始运动,并立即固化。无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程区别如图所示。
半结晶塑料呈规律性分布的分子结构类似于弹簧,非常容易吸收高频的超声波振动能量,使得能量很难从焊头传导到焊接界面,必须有足够大的超声波能量才能使得半结晶塑料熔化。4、采用预超声波焊接方式,在与产品接触前释放超声波,可减少脱位。因此,相对于无定形塑料,半结晶塑料比较难焊接。为了使得半结晶塑料获得较高的焊接质量,往往需要考虑更多的因素,例如,较高的振幅、合适的焊接界面设计、焊头的接触、焊接的距离以及焊接夹具等。无定形塑料和半结晶塑料的超声波焊接难易程度如表2所示。
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