La soldadura ultrasónica utiliza ondas de vibración de alta-frecuencia transmitidas a las superficies de dos objetos que se van a soldar. Bajo presión, las superficies rozan entre sí, formando una fusión entre capas moleculares.
Los componentes principales de un sistema de soldadura ultrasónica incluyen un generador ultrasónico, un transductor, un transformador de amplitud, un triplete de cabezal de soldadura, un molde y un marco. Las ondas ultrasónicas se pueden utilizar no sólo para soldar metales y termoplásticos duros, sino también para procesar tejidos y películas.
1. Principio de soldadura ultrasónica de metales
La soldadura ultrasónica de metales utiliza la energía de vibración mecánica de frecuencias ultrasónicas (por encima de 16 kHz) para unir metales similares o diferentes. Durante la soldadura ultrasónica, no se aplica ninguna fuente de calor actual o de alta-temperatura a la pieza de trabajo; en cambio, bajo presión estática, la energía de vibración del marco se convierte en trabajo de fricción, energía de deformación y un aumento limitado de temperatura entre las piezas de trabajo. La unión metalúrgica entre las uniones es una soldadura en estado sólido-que se logra sin fundir los materiales base. Por tanto, supera eficazmente los fenómenos de salpicaduras y oxidación que se producen durante la soldadura por resistencia. Las máquinas de soldadura de metales ultrasónicas pueden realizar soldadura de un solo-punto, soldadura de múltiples-puntos y soldadura de tiras cortas en alambres finos o láminas delgadas de metales no-ferrosos como cobre, plata, aluminio y níquel. Se utilizan ampliamente para soldar cables de tiristores, elementos fusibles, cables eléctricos, electrodos de baterías de litio y lengüetas.
En la tecnología de baterías de litio, existen tres tipos de métodos de soldadura de metales: lámina de cobre/aluminio a pestaña, pestaña a pestaña y pestaña a bus. Soldar papel de cobre/aluminio a las pestañas es lo más desafiante porque los dos extremos de la soldadura utilizan metales de diferentes espesores y materiales; un extremo (pestaña) es relativamente grueso (por ejemplo, 0,2 mm), mientras que el otro extremo consta de múltiples capas de láminas metálicas extremadamente delgadas.
ACEY-USW-1 Máquina de soldadura por puntos ultrasónicaestá diseñado para unir materiales de níquel y aluminio en el contexto de la fabricación de baterías u otras aplicaciones.
La lámina de soldadura con pestañas conecta todas las láminas de ánodo y cátodo dentro de la batería con sus pestañas correspondientes, transfiriendo así energía de los componentes internos de la batería a los componentes externos. Cientos de celdas de batería de litio constituyen un paquete de batería de litio típico. Las celdas de la batería están conectadas en serie o en paralelo. Si falla una conexión, fallará toda la batería. Por lo tanto, las conexiones sólidas y seguras son cruciales.
La conexión entre la lámina multi-capa y las pestañas se logra mediante soldadura ultrasónica de metales (UMW), como se muestra en el siguiente diagrama. UMW es ideal para soldar materiales metálicos diferentes como cobre, aluminio y níquel. Dos piezas metálicas se presionan entre sí y se hacen vibrar entre sí a altas frecuencias ultrasónicas (normalmente 20-40 kHz). El calor generado por la fricción elimina óxidos y contaminantes de las superficies metálicas, creando una superficie lisa. Bajo presión y calor adecuados, se forma una soldadura entre los dos.
2. Ventajas de la soldadura ultrasónica de metales
a. El material de soldadura no se funde, preservando las propiedades del metal.
b. Excelente conductividad eléctrica después de la soldadura, con resistividad extremadamente baja o casi-cero.
do. Bajos requisitos para la superficie del metal de soldadura; La oxidación o la galvanoplastia son aceptables.
d. Corto tiempo de soldadura; no se requiere fundente, gas ni soldadura.
mi. Soldadura sin chispa-; respetuoso con el medio ambiente y seguro.
3. Productos aplicables
1) Baterías de níquel-hidruro metálico: la malla y la lámina de níquel están fusionadas.
2) Baterías-de iones de litio y baterías de polímero: la lámina de cobre y la lámina de níquel están fusionadas; El papel de aluminio y la lámina de aluminio se fusionan.
3) Fusión de alambre: Fusión de uno o varios alambres unidos entre sí.
4) Fusión de cables con diversos componentes electrónicos, contactos y conectores.
5) Fusión de láminas de metal diferentes para contactos de alta-corriente, como interruptores electromagnéticos e interruptores sin fusibles.
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