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制約國內(nèi)超聲波金屬焊接技術(shù)發(fā)展的因素：
1.換能器功率
換能器是超聲波焊接設(shè)備的核心部件，金屬超聲波焊接要求換能器有大的功率容量、長時(shí)間的小衰減。國內(nèi)大部分公司的20KHz換能器往往只能承受約1500W的負(fù)載，這和國際上制造商的同類產(chǎn)品能達(dá)到5000W還存在很大的差距，國內(nèi)也尚未有見到掌握大功率超聲波換能器的推-挽技術(shù)的報(bào)道。
2.超聲波發(fā)生器
穩(wěn)定的超聲波發(fā)生器的要求必須具有頻率自動跟蹤功能，這樣可以保證換能器系統(tǒng)能夠始終工作在諧振狀態(tài)，即達(dá)到焊頭振幅的化。國內(nèi)很多公司采用的是自激式的全橋或半橋電路，不具備頻率自動跟蹤的功能。這樣造成的問題是當(dāng)電感及電容的參數(shù)確定時(shí)，發(fā)生器的諧振頻率就是個定值，不會隨著溫度或負(fù)載的變化而變化，而焊頭及換能器的頻率會隨著溫度及負(fù)載的變化而產(chǎn)生偏移，這樣，焊頭的振幅就會隨著頻率的偏移而大幅下降，這直接會導(dǎo)致焊接參數(shù)的變化，影響焊接穩(wěn)定性。
3.焊頭材料的性能
超聲波金屬焊接要求有高度耐磨的焊頭，這樣就要求焊頭材料具有高硬度的性質(zhì)，而超聲波焊接技術(shù)本身要求焊頭材料要有較好的韌性，這就造成了焊頭材料選擇上的矛盾。由于這些技術(shù)上的限制，目前國內(nèi)大部分公司的焊頭還無法和歐美同類產(chǎn)品所使用的焊頭相媲美。
超聲波金屬焊接技術(shù)今后發(fā)展方向
我國超聲波金屬焊接技術(shù)起步較晚，很多都是簡單的對超聲波塑料焊接的原有技術(shù)進(jìn)行的修改，正是由于兩者的技術(shù)差異，使得這種做法并不能真正滿足超聲波金屬焊接的技術(shù)要求。但是我們可以看到，近年來國內(nèi)有關(guān)公司和相關(guān)科研人員通過不斷的技術(shù)攻關(guān)和自主研發(fā)，已經(jīng)有一些產(chǎn)品能夠達(dá)到國外發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品的水平。為了解決制約超聲波焊接裝備的關(guān)鍵技術(shù)，拓寬超聲波焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍，作者認(rèn)為應(yīng)該加強(qiáng)以下幾個方面的工作:
1.大功率換能器技術(shù)
超聲波金屬焊接對換能器的功率有很大的需求，設(shè)計(jì)和制造出大功率的超聲波換能器迫在眉睫。目前有一種推-挽式超聲波系統(tǒng)，能夠大幅提高換能器功率，值得我們更加深入的研究和改進(jìn)。
2.焊頭材料
在超聲波金屬焊接過程中，如果焊頭的質(zhì)量不能達(dá)到理想的水平，將會大大影響我們在生產(chǎn)和應(yīng)用中的成本和產(chǎn)能。我們對超聲波金屬焊接所用焊頭的要求是既要有高硬度，又要具有良好的韌性，這樣才能保證焊頭的使用壽命。同時(shí)焊頭表面網(wǎng)紋的設(shè)計(jì)也在一定程度上影響焊接質(zhì)量。因此想要保證焊頭的質(zhì)量和壽命，我們不單要不斷選擇更加合適的焊頭材料，還可以從表面涂層或滲層技術(shù)、表面網(wǎng)紋設(shè)計(jì)等方面做更深入的研究。
3.超聲波電源技術(shù)
超聲波金屬焊接較超聲波塑料焊件而言，對于電源有了更為嚴(yán)格的要求。因此，設(shè)計(jì)和制造出更好的超聲波發(fā)生器對于提高超聲波金屬焊接質(zhì)量的作用顯而易見。能夠頻率自動跟蹤的超聲波發(fā)生器技術(shù)還有很多需要改進(jìn)的地方，這也將成為我們研究的重點(diǎn)。
4.超聲波焊接技術(shù)的推廣應(yīng)用
超聲波金屬焊接技術(shù)是在超聲波塑料焊接技術(shù)之上發(fā)展起來的，但由于關(guān)鍵技術(shù)還存在一些問題，遠(yuǎn)沒有像超聲波塑料焊接技術(shù)那樣獲得廣泛的應(yīng)用，目前超聲波金屬焊接主要應(yīng)用于汽車、制冷、太陽能、電池、電子等幾個領(lǐng)域。但是超聲波金屬焊接技術(shù)在金屬層狀復(fù)合材料制造領(lǐng)域的應(yīng)用在我國還是一項(xiàng)空白，隨著我國超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)的突破，相信超聲波金屬焊接在金屬層狀復(fù)合材料制造領(lǐng)域以及金屬快速增材制造領(lǐng)域?qū)@得推廣應(yīng)用。
