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锂电池制造生产过程中超声波焊接设备的应用(下)

来源: | 发布日期:2022-12-01
锂电池制造中主要采用超声波点焊机,其主要分为两类: 楔-杆型和侧向驱动型。楔-杆型超声波点焊机主要包括发生器、换能器和楔-杆组件,主要用于产生超声波,并将超声波传递到工件。压力一般采用气缸、液压缸或电动设备控制,使得焊头能够自由的向上或向下运动。焊接压力可以在几十到几千牛顿之间调节。楔相当于侧向驱动型超声波焊机中的放大器,可以调控振幅,然后通过杆将振幅传递给焊头。焊接振幅一般在10~100μm之间,沿纵向传播。
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为了减少能量的损失,楔一般都垂直于杆,同时杆以弯曲的模式振动,产生了振幅。在设计过程中,最优的情况是底座与焊头在焊接过程中产生共振,从而可以提高焊件之间的相互运动,进而提高所焊接接头的力学性能。侧向驱动型超声波点焊机主要包括发生器、换能器、放大器和焊头。换能器通过压电陶瓷片将电能转换为同频率的线性机械振动能;放大器根据焊接的实需要将机械振幅提高。在焊接过程中焊件被焊头和底座牢牢压紧,上面的工件被焊头表面的尖齿咬紧,下面的工件被底座表面的尖齿咬紧。焊头与振幅方向相互平行,振幅是以横向方向传递给工件。
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因此,两个工件的接触表面产生相对摩擦运动,导致接触界面产生切向塑性变形及工件表面微凸起的平整化,然后形成焊合区。侧向驱动型和楔-杆型焊接在振动现象方面是相似的,两种焊机都通过固态焊接机理实现工件之间的焊接。与楔-杆型超声波点焊机相比,侧向驱动型超声波点焊机的功率一般较小,因此其所能焊接的母材厚度较小。

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