Ультразвуковая сварка металлов это специальная технология обработки, которая широко используется в промышленности с момента ее изобретения американцами в 1950 году. В последние годы технология ультразвуковой сварки металлов, как новая и специальная технология сварки, широко используется в промышленном производстве, демонстрируя свои уникальные преимущества которые отличаются от обычной сварки.
Ультразвуковая сварка металлов — это особый метод сварки для соединения одинаковых или разнородных металлов, полупроводников и металлокерамики под совместным действием энергии механических колебаний и статического давления ультразвуковой частоты (16~80 кГц). При ультразвуковой сварке металлических материалов к заготовке не подводят ток и не вводят в заготовку высокотемпературный источник тепла, а энергия упругих колебаний преобразуется в работу трения и энергию деформации между заготовками под действием статического давления, и последующее ограниченное повышение температуры, так что две металлические поверхности трутся друг о друга, образуя сплав между молекулярными слоями. Склеивание между соединениями достигается без расплавления основного металла, без дыма и запаха. Ультразвуковая сварка широко используется в производстве автомобилей и мобильных телефонов, сварке тепловых труб солнечных водонагревателей, электронных приборов, аэрокосмической и атомной энергетике.
Ультразвуковые сварочные аппараты обычно состоят из ультразвуковых генераторов, акустических систем, нагнетательных механизмов и устройств с программным управлением.
Ультразвуковая сварка преобразует электрический ток в электрическую энергию с помощью ультразвукового генератора. Преобразователь преобразует преобразованную высокочастотную электрическую энергию в механическую вибрацию интерфейса, которая затем передается на сварочную головку через набор рупорных устройств, способных изменять амплитуду. Затем сварочная головка передает полученную энергию ультразвуковых колебаний свариваемой заготовке, вызывая относительное смещение верхней и нижней заготовок. (С одной стороны, оксидная пленка на поверхности контакта может быть удалена; с другой стороны, ультразвуковая энергия постепенно передается на заготовку, и заготовка впоследствии преобразуется из «точечного контакта» в «линейный контакт», поэтому что эффективная площадь соединения между заготовками постепенно увеличивается.) Под совместным действием высокочастотной ультразвуковой вибрации и статического давления энергия механической вибрации заготовки преобразуется в пластическое течение, работу трения и тепловую энергию на границе раздела, и атомы интерфейса активируются и взаимно диффундируют, тем самым реализуя твердотельное соединение заготовки.