同时焊接两个焊点,最常遇到的问题就是:一个焊点焊好了,另一个焊点要么过熔、要么虚焊。根本原因在于超声波能量在传播过程中的衰减效应。本文深入分析这一现象及其应对策略。
能量为什么会衰减?
超声波焊接的原理是高频振动——越靠近焊头位置能量越大,而随着距离变长,能量会逐渐稀释。大部分超声波能量被第一个接触的焊接面吸收,传递到第二个焊接面的能量就明显减小了。当焊头接触面到熔接面距离超过6mm时,就进入了“远场焊接”范畴,每多 10mm能量衰减可达30%-50%。
衰减带来的两个典型问题
问题一:近端过熔、远端虚焊。靠近焊头的焊点接收了过多能量,出现溢胶严重、发白甚至烫伤;远离焊头的焊点能量不足,焊缝不完整、强度不够。
问题二:难以通过单一参数兼顾两端。增加焊接时间或振幅可以让远端焊透,但近端可能已经过熔;降低参数保护近端,远端又焊不透。
如何应对能量衰减?
方案一:控制高度差。尽量让两个焊点位于同一水平面上,减少能量传播路径的差异。理想情况下,所有焊接面应在同一高度且与焊头表面平行。
方案二:采用子母焊头结构。通过一个母焊头连接两个或多个子焊头,每个子焊头对应一个焊点。子焊头的长度和形状可以独立设计,以此调节每个焊点实际接收的能量。
方案三:分两次焊接。对于外观要求高或两个焊点位置差异较大的产品,最稳妥的做法是分两次焊接——先焊一个点,再焊另一个点。虽然效率降低了,但质量有保障。
能量衰减是物理规律,无法消除,但可以通过合理的设计和控制来“管理”。认清这一点,是做好多点焊接的第一步。