超音波金属溶接 は、1950年にアメリカ人によって発明されて以来、産業で広く使用されてきた特殊加工技術です。近年、超音波金属溶接技術は、新しい特殊溶接技術として、工業生産で広く使用されており、独自の利点があります。従来の溶接とは異なります。
超音波金属溶接は、機械的振動エネルギーと超音波周波数(16〜80KHZ)の静圧の複合作用の下で、同じまたは異なる金属、半導体、および金属セラミックを接続するための特別な溶接方法です。金属材料の超音波溶接では、ワークピースに電流を供給したり、ワークピースに高温熱源を導入したりすることはありませんが、静的圧力の作用により、弾性振動エネルギーがワークピース間の摩擦エネルギーと変形エネルギーに変換されます。そして、その後の制限された温度上昇により、2つの金属表面が互いに摩擦して分子層間の融合を形成します。接合部間の接着は、母材を溶かすことなく達成され、煙や臭いを発生させません。超音波溶接は、自動車や携帯電話の製造、ソーラーウォーターヒーターヒートパイプ溶接、電子機器、航空宇宙、原子力エネルギー産業で広く使用されています。
超音波金属溶接機は通常、超音波発生器、音響システム、加圧メカニズム、およびプログラム制御デバイスで構成されています。
超音波溶接は、超音波発生器を介して電流を電気エネルギーに変換します。トランスデューサーは、変換された高周波電気エネルギーをインターフェースの機械的振動に変換し、振幅を変更できる一連のホーンデバイスを介して溶接ヘッドに伝達されます。次に、溶接ヘッドは、受け取った超音波振動エネルギーを溶接対象のワークピースに伝達し、上下のワークピースの相対変位を引き起こします。 (一方で、接触界面の酸化膜を除去することができますが、他方では、超音波エネルギーが徐々にワークピースに伝達され、その後、ワークピースは「点接触」から「線接触」に変換されます。高周波超音波振動と静圧の複合作用により、ワークの機械的振動エネルギーが塑性流動、摩擦作用、界面での熱エネルギーに変換され、界面原子が活性化されて相互拡散し、それによってワークピースのソリッドステート接続が実現されます。