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　　。待焊接件被固定在底座上不移动。底座表面必须有滚花（织物纹理）咬住下层材料，这样上下层之间才能产生相对移动。在

　　上焊头和下底座表面都带有滚花，因此焊接时上层材料横向移动，而下层材料固定不动，这样上下层之间产生相对运动。在压力作用㊣下，连接表面上粗糙的凸起不断相互摩擦和塑性变形。

　　超声波焊接决定性的优点是“冷”焊接，即在远低于金属熔点的温度下形成连接。该温✅度大约只有金属熔点的1/3-1/2（退火时的再结晶温度），是一种固态和固态的压焊过程。

　　铜箔和铝箔的超声波焊接是电池生产中的典型应用。箔材厚度从6um到0.3mm不等。同时焊接的箔材层数从两层到160层之间。典型案例有方壳电芯、软包和㊣圆柱电芯的极耳焊接。

　　端子超声焊接中，相互焊接的金属板厚度可达3mm。该应用的焊接强度要求要高得多。端子和端子焊接用于传输大负载电流的连接。典型案例有电池系统高压连接段子焊接，如输出极。

　　在现代车辆中，用超声波焊接组装的电缆和端子连接器已经成为必不可少的零件。电缆横截面大小范围从6-85mm²。材料是铜和铝。典型案例有电池系统低压线束焊接，如采样线束与铝巴㊣之间焊接。

　　超声金属焊接工艺的另一个主要优点，有大量的焊接数据，可对焊接过程精细调整，以及焊接质量控制。对于不同应用，需要调整到最佳参数，实现以下目㊣的：

　　超声金属焊接的主要参数有：工作频率、振幅、焊接压力、焊接时间、焊接功率、焊接能量和焊接深度等。焊接数据可图形化显示（如下图），还可以通过离散数据点图显示数据变化趋势㊣和偏差变化。

　　焊接压力对焊接接头质量的影响显著，焊接接头强度随压力的增大先增加后减小。焊接压力会改变焊接界面的滑动阻力，焊接压力较小会导致界面的滑动阻力较小，使摩擦产生的能量不足以让界面形成有效连接；焊接压力过大导致工具头下压过深，焊接界面金属产生相互咬合而影响了界面的相对运动，阻碍界面金属进一步连接，导致焊接接头的力学性能变差。因此，合适的焊接压力参数对焊接质量有决定性。

　　超声波焊接提供三种不同的焊接模式来提供能量控制：时间、高度和能量。时间模式要求每次焊接的周期时间保持一致。高度模式要求焊接到预设的焊接高度。能量模式对每个焊接周期应用相同的能量。

　　能量模式是首选模式，因为它允许焊机自动补偿被接合材料表✅面状况的任何差异。例如，一些需要✅接合表面可能有不同程度的污染，当振动开始时，这将需要更多的“摩擦”，以建立完全的金属对金属的表面连接合。能量模式能够补偿这✅些差异，而高度和时间模式则不能。

　　焊接时间直接影响了焊接过程中能量的输入，对焊接效果有着直接的影响。焊接时间过短，输入能量不足，由于没有充分的摩擦，难以形成有效的焊㊣点；随着焊接时间的增加，相互摩擦引起温度升高，工件材料开始软化，焊接区域界面氧化膜破损及塑性变形，能形成较好的连接；当焊接时间进一步延长，焊头容易在工件表面形成较深的痕迹，对焊接效果产生不利的影响，此外，过长的焊接时间易导致焊头与被焊㊣工件的粘结；

　　在下压力的作用下，焊头压紧被焊工件到焊座上，焊头带动上工件在焊接区域的振动距离被称做焊接振幅。对振动幅度的要求通常是根据被焊接材料的类型和状况确定的，并且通过焊接设备的发生器、换能器和上焊头协同工作对每个焊接周期实施精确控制。超声波焊接过程中工件与工件形成的振动系统，振幅直接影响工件界面振动的瞬时速度，最终影响摩擦生热及塑性变形，对焊接质量造成影响。

　　超声波焊头能够抓住上部金属工件至关重要，这样它才能提供准确的振动横向力，从而实现与下部金属工件的结合。

　　焊头是超声波金属焊接的关键组成部分，焊接过程中，焊头在压力作用下要抓紧被焊工件，这样，超声波焊机产生的机械振动才能传递给㊣被焊工件界面以形成固相连接。

　　焊头面积不同，会导致焊接过程中焊接压力的分布不同，即连接界面的具有不同的应力拉棒试通，使焊接过程中摩擦力不同，从而使焊㊣接过程中摩擦产热量不同，导致焊接过程中工件温度不同，最终影响接头✅质量。而焊头花纹齿深则决定焊头花纹嵌入工件表面的难易程度，也直接影响工件表面压痕深度，间接影响焊接过程中工件温度，对接头质量造成影响。因此，焊头形貌及尺寸对接头质量有非常关键的作用。

　　焊头面积相同时，矩形焊头比圆形焊头产生的塑性变形程度强烈；焊头形状相同时，面积大的焊头能使焊接区塑性变形程度更强烈。

　　焊头面积相同时，圆形焊头更容易将焊头下方的工件材✅料挤出，形成更深的压痕；焊头形状相同时， 面积小的焊头使工件表面接触区域压✅强较大，从而形成更深的压痕。