超音波金属溶接とは

超音波溶接プロセスは金属の溶接に適しています。 超音波金属溶接 超音波溶接機が生成するプロセスです 高周波機械振動圧力を加えながら金属表面を加熱することで、金属表面の酸化層が破壊され、格子拡散と金属原子間の結合が促進され、溶接が完了します。 非鉄金属超音波金属溶接には、通常、次のようなコアコンポーネントが含まれます。 超音波発生装置(電源), 変換器(コンバータ)), ブースター, 溶接ホーン(ソノトロード).

超音波金属溶接デモ

超音波金属溶接の利点

– 高い溶接品質超音波金属溶接は低温固相溶接に属し、組織の不均一性や金属相変態による熱応力などの問題を回避します。これにより、超音波金属溶接は原材料の耐食性、機械的特性、導電性を維持することができます。

– 幅広い応用範囲銅、アルミニウム、ニッケル、銀などのさまざまな非鉄金属および合金の溶接が可能で、異種金属(例:銅とアルミニウム)の溶接も実現できます。 

– 環境に優しいプロセス溶接時に火花、煙、有害ガスが発生しません。フラックスの塗布も不要なので環境に優しいです。 

– 正確な制御: HYUSONIC金属溶接機サポート 6つの溶接モード時間、エネルギー、ピークパワー、絶対距離、相対距離、地上監視。また、 4つのトリガーモード時間、圧力、位置、そしてパワー。多次元の閾値調整と 0.01mmの制御精度、完全なる高精度と制御性を実現します。

超音波金属溶接の応用

超音波金属溶接は主に以下の産業で応用されています。
  1. エレクトロニクス&電化製品:
    • 溶接ワイヤ、ケーブル、端子、接点、スマートフォンのバッテリーコネクタやコンピュータ内部の回路接続などのマイクロ電子部品。
  2. 自動車製造:
    • バッテリータブ、モーター巻線、センサー部品、自動車用電子回路の溶接。特に動力用バッテリーの製造においては、バッテリー電極、バスバー、モジュールコネクタの溶接に使用されます。
  3. 航空宇宙産業:
    • センサーや電子部品を含む航空宇宙機器の精密金属部品の溶接。
銅線とアルミ線の超音波溶接
銅とアルミのワイヤーハーネス
端子溶接
バッテリータブ溶接

超音波溶接できる材料

超音波金属溶接は主に 非鉄金属 銅(純銅、無酸素銅、銅亜鉛合金、銅スズ合金など)、アルミニウム(純アルミニウム、アルミニウム合金)、ニッケル(純ニッケル、ニッケル基合金)、銀、金、マグネシウム、亜鉛など。さらに、 異なる金属間の信頼性の高い溶接を実現できます 例えば:
  • 銅-アルミニウム:パワーバッテリータブと放熱モジュールの溶接(界面の金属間化合物の厚さを制御する必要があります)。
  • アルミニウム-ニッケル: リチウム電池の電極シートとニッケルストリップの接続。
  • 銅-銀: 高導電性接点の溶接。
  • チタン・ステンレス鋼:医療機器の耐腐食性部品の溶接。

金属とプラスチックを超音波溶接できますか?

 超音波溶接は、プラスチックと金属の接合がごく一部しか実現できず、強度が低く、負荷がそれほど重要でない用途にしか適していません。これは、プラスチックと金属は原子拡散による化学結合を形成できず、物理吸着または界面の結合によってのみ接合できるため、同じ材料を溶接する場合に比べて強度がはるかに低いためです。さらに、以下のような条件を満たす必要があります。 熱可塑性プラスチック + 軟質金属 + 表面前処理 + 中間層材料一部のアプリケーションでは、 超音波リベット接合と埋め込み超音波溶接の一種で、プラスチックと金属をしっかりと接合することができます。

金属同士を超音波溶接できますか?

はい。超音波溶接は、銅とアルミニウムなどの異なる金属を、優れた導電性を維持しながら接合することができます。様々な用途に応じて溶接が必要な非鉄金属材料については、実際に溶接を試みて、溶接性を確認することは可能です。

抵抗溶接とレーザー溶接との比較

金属の超音波溶接は、抵抗溶接やレーザー溶接に比べて明確な利点があります。抵抗溶接とは異なり、高電流を必要としないため、エネルギー消費量が少なく、電極の摩耗もありません。レーザー溶接と比較して、超音波溶接はより安全で、発熱量が少なく、複雑な光学系やシールドガスも必要としません。銅やアルミニウムなどの薄く導電性のある非鉄金属の接合に最適です。サイクルタイムが短く、運用コストが低いため、特にバッテリータブ、配線端子、電子機器に適しています。固体であるため、溶融やスパッタのない、クリーンで信頼性の高い接合部を実現します。

超音波金属溶接ビデオ

超音波溶接の原理

Hyusonic超音波金属切断機

超音波金属溶接は、非鉄金属ワイヤーハーネス、非鉄金属シート、端子溶接、金属管シーリングなどの溶接に使用できます。

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