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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。

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。

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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