机电超声波焊接

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一、平板太阳能焊接方式：激光焊和超声波焊

平板太阳能热水器吸热板主要有铝片和铜片两种，流体管道也有铜、铝两种。铝管由于需考虑腐蚀问题，基本都采用铜管。除了早期很多厂家采用铜铝复合工艺外，现目前主流是采用焊接方法。平板太阳能热水器集热器（集热板）焊接主要有两种方式：1、激光焊；2、超声波焊。这两种焊接方式各有优缺点，下面就详细分析一下：

1、 激光焊  代表生产商：深圳联赢激光

激光焊是利用高能激光将所焊金属熔化而产生连接。在太阳能吸热板焊接中采用间隔3-5mm一个焊点的形式焊接。

优点：在所焊工件上不需要加压，整体变形小（据某平板太阳能企业技术总工反映：所用德国激光焊机焊出来的板会上凸，与玻璃接触产生磨花现象。这个刚好和超声波焊相反，超声波焊是下凹）；吸热层表面破坏小。

缺点：金属片和铜管之间绝对导热面积小，影响热传导效率；对铜管平直度要求高，不易对准焊接位；焊点强度较差，冷热交替频繁或受外力时，焊点易断裂。

2、 超声波焊  代表生产商：楚鑫机电

超声波焊是利用超声波焊头所产生的往复加速度，使所焊金属在常温下产生的物理性连接。

优点：焊接牢固，热传导效率高。

缺点：在吸热层表面会留下3mm左右的焊痕，减小吸热面积；片材表面会产生波浪状变形，可通过表面压纹避免；对铜管机械强度要求高。

二、超声波滚焊机机械结构

对于生产效率，激光焊和超声波焊两者差不多，激光焊稍逊。对于热传导效率，即使超声波焊接会在吸热板上产生焊痕，超声波焊接的产品比激光焊热传导效率要高3%左右（即同等工况下，水温高3%左右）。

下面就针对超声波焊接做一下详细分析：

超声波滚焊机机械结构分两大门派：1、连续型结构；2、夹管型结构。对于整板（如铜片材料为1m X 2m)，连续型结构是不能用的。

1、连续型结构  代表生产商：德国STAPLA

特点：超声波机头不动，铜管及片材移动。

优点：片材可用带卷料，可实现连续运行，好并线（如在生产线上可加装压纹结构)；占地面积小。

缺点： 由于其夹铜管靠2个滚轮实现，对于铜管精度要求高；容易出现拧片现象（即：焊完后成品扭曲）；参数不易调整；所焊铜片宽度不能超过250mm，即只能进行单条焊接。

典型用户：海尔、嘉普通。

2、 夹管型结构  代表生产商：楚鑫机电、美国AMTECH

夹管型结构又有单条和整板之分，下面我们详细描述。

    首先我们介绍的是单条的夹管型结构。

特点：超声波机头移动，铜管及片材不动。

优点：焊接牢固，材料要求低。

缺点： 焊接长度受机架限制；占地面积大；机器重。

典型用户：五星、嘉普通。

另外，超导热管也是用这种机型，区别为压片结构为：拉片。典型用户：VISSEMAN、太阳雨。

    其次我们介绍的是手动整板的夹管型结构。代表生产商：楚鑫机电。

特点：手动移动焊接整板吸热板。相对于自动机器，具有价格上的优势。

典型用户：宏希、兴业。

三、超声波自动整板焊机

    下面我们介绍一下自动整板焊机。自动整板焊机也有两种基本结构：1、超声波机头前后移动型；2、吸热板前后移动型。自动整板焊机一般配一台超声波机头，少数可装2个机头。

1、超声波机头前后移动型  代表生产商：瑞士TELSONIC

优点：生产效率稍高。

缺点：a.整套夹具制作成本高；b.遭遇多规格铜管时，整套夹具需重新做，成本更高。

    2、吸热板（管）前后移动型  代表生产商：楚鑫机电、德国STAPLA（SCHUNK)

优点：夹具制作成本低，多规格适应性好。

缺点：生产效率比上一种稍低。

典型用户：金润天、桑乐、天鹰、海尔。

四、超声波金属焊接技术分析

以上介绍了超声波滚焊在太阳能吸热板的具体应用，超声波滚焊只是超声波金属焊接在太阳能行业的一种应用，下面对超声波金属焊接本身的技术进行分析。

1、超声波金属焊接机和超声波塑料焊接机的区别

超声波应用于焊接主要分超声波塑料焊接和超声波金属焊接，超声波金属焊接机和超声波塑料焊接机到底有哪些不同呢？

首先，工作方式不一样。通常，超声波塑料焊接中焊头振动方向垂直于焊位，超声波金属焊接中焊头振动方向平行于焊位。有些特殊情况下，塑料焊也可采用平行方向，如较薄的塑料件。

其次，由于超声波应用于焊接金属，对超声波焊接技术提出了更高的要求；相对于普通的塑料焊接，对功率容量、功率密度、稳定性及自动化控制等各个方面的要求，不是同一个级别。现国内超声波塑料焊接用发生器基本都采用自激式电路，典型代表为：8400、8700全桥电路及台湾机器常用的半桥电路，显著特点为有个调谐电感。如果将现有的用于塑料焊接的成熟技术直接转嫁到金属焊上，其技术上的先天不足，将导致产品的不稳定使用；其唯一的优势就是价格便宜，但对于金属焊本身的高要求，这点优势是很苍白的。

2、 超声波金属焊的技术要求

（1）高功率容量、稳定的超声波发生器：稳定的超声波发生器首先要求为：频率自动跟踪。频率自动跟踪能保证换能器系统能工作在谐振状态，即焊头振幅的最大化。楚鑫机电采用世界最先进的PLL锁相环频率自动跟踪技术，更换模具及工作时无须调频。国内其它公司采用的是自激式的全桥或半桥电路，不具备频率自动跟踪的功能，其显著特点是有一个可调电感手动调频率。从技术上讲，和调幅收音机一样，它就是一个LC选频，当电感及电容的参数确定时，发生器的谐振频率就是个定值，不会随着温度或负载的变化而变化；而焊头及换能器的频率会随着温度及负载变化而产生偏移，这样，焊头的振幅会随着频率的偏移而直线下降（非常尖锐的高斯曲线），这直接会导致焊接参数变化，影响焊接稳定性。  

稳定的超声波发生器还要要求：恒振幅功能及振幅的无级可调。恒振幅功能需控制换能器的实部电流，其为稳定生产的关键；振幅的无级可调是保障设备用途的基本，例如在同一设备上通过参数调整既能焊铜，也能焊铝材料。国内其它公司对于换能器实部电流基本一无所知，那就更谈不上控制了。

高功率容量：如楚鑫机电20kHz的机器，标称功率容量为：3600W,实际能达到5400W的极限输出；国内其它公司对于功率容量经常出现虚假标称，那我们只需和他们所做的塑料焊机比较一下即可，因为塑料焊机标称太高是无人信的。有个简单方法可判定这种情况：请生产商将机箱打开，再和其所生产的塑料焊机箱比较，一目了然。

（2）超声波焊金属要求有高度耐磨的焊头，这样就要求焊头有高硬度，而超声波本身又要求焊头韧性好，这就造成一种矛盾要求。好的焊头既要高硬度，又要好韧性。楚鑫机电采用优质合金钢制造焊头，寿命和制造精度媲美欧美同类产品。国内其它公司未掌握焊头核心技术，各方面都无法相比。有些公司还号称钛合金做焊头，难免贻笑大方了。

（3）换能器是超声波的核心部件，相当于汽车电机，金属焊要求换能器有大的功率容量、长时间的小衰减。楚鑫机电拥有独特的换能器制造工艺，保证高品质换能器。如20kHz的换能器，能承受5kw以上负载；国内其它公司的同类换能器，只能承受约1.5kw的负载。现国内其它公司的换能器基本为采购，代表供应商为：杭州成功超声，我们只需上其网站上就可查到，其20kHz的换能器最大输入功率为2000W。换能器从表面上看不出优劣，参数上能判断，但供应商很少会告知参数。判断方法：如果生产商连阻抗分析仪都没有的话，直接判定他们不具备检测能力，更不用说生产能力了；‚如果生产商有阻抗分析仪，让它测给你看，金属焊换能器动态阻抗要求在2欧姆以下，一般塑料焊换能器动态阻抗在10欧姆左右。

（4）超声波金属焊需要配套优质控制系统，一般有焊接能量、时间、高度三种基本控制模式，多种质控软件满足不同需求。国内很多公司基本不具备焊接能量控制模式，只有简单的时间控制模式。能量计算方法为换能器实部电流乘以电压，对时间积分，才能反映真实的焊头输出能量。国内新发现一些厂商用电源的电流乘以电压，对时间积分，这不能反映真实输出，是一种弄虚作假的做法，应当警惕。

追风者

普及知识？？？？

peterjoy605

没有附图说明呢？

tg5895

东西在哪呢？