Mengapa Kimpalan Logam Ultrasonik Tidak Melebur Logam Asas

Soalan yang paling awal timbul mengenai kimpalan logam ultrasonik lazimnya sama: tanpa pemanasan dan tanpa bahan pengisi, bagaimana dua kepingan logam boleh bercantum langsung?

Jawapannya, proses ini tidak mengikut laluan lebur-dan-pejal-semula.

Apa yang sebenarnya berlaku

Semasa kimpalan, sonotrod menekan kedua-dua bendakerja bersama di bawah daya statik sambil bergetar ke sisi lebih daripada dua puluh ribu kitaran sesaat.

Permukaan logam sentiasa membawa filem oksida berserta minyak dan lembapan terjerap, dan filem itulah yang menghalang sentuhan logam dengan logam. Perkara pertama yang dilakukan getaran ialah memecahkan filem itu dan menyisihkannya ke tepi zon kimpalan.

Setelah filem itu hilang, logam bersih yang segar di kedua-dua belah dibawa bertemu di bawah daya, atom-atom masuk ke dalam julat interaksi, dan ikatan logam terbentuk secara terus. Suhu memang naik — geseran sentiasa menjana haba — tetapi kekal jauh di bawah takat lebur. Logam asas kekal pepejal sepanjang masa; tiada kolam leburan.

Itulah maksud penyambungan keadaan pepejal.

Akibat daripada tiadanya peleburan

Tiada zon terjejas haba. Kimpalan lebur meninggalkan cincin bahan yang berubah secara haba di sekeliling kimpalan, dengan pertumbuhan butiran serta perubahan kekerasan dan kemuluran. Penyambungan keadaan pepejal memasukkan sedikit haba yang tertumpu di antara muka, jadi struktur dan sifat bahan asas pada dasarnya tidak berubah. Ini penting terutamanya bagi bar bas tembaga dan kerajang aluminium yang telah mengalami pengerasan kerja, yang penguatannya akan lenyap teranil oleh kimpalan lebur.

Sebatian antara logam yang rapuh dapat dielakkan. Inilah inti penyambungan tembaga dengan aluminium. Sebaik tembaga dan aluminium lebur bersama, penyejukan menghasilkan sekumpulan sebatian antara logam yang keras dan rapuh; sambungan itu kelihatan terkimpal tetapi retak di bawah getaran. Tanpa kolam leburan, pembentukan sebatian itu dapat ditahan pada tahap yang sangat rendah.

Keratan rentas pengalir kekal utuh. Kimpalan itu ialah ikatan logam berterusan tanpa lapisan bahan pengisi, tanpa oksida terperangkap dan tanpa keliangan. Bagi sambungan elektrik, rintangan sambungannya rendah dan stabil.

Tiada bahan guna habis. Tiada pateri, tiada fluks, tiada gas pelindung — menjimatkan kos bahan guna habis dan menghapuskan masalah pembersihan sisa fluks, yang benar-benar menyusahkan dalam pembuatan elektronik dan bateri.

Di mana hadnya

Penyambungan keadaan pepejal bukan universal, dan julatnya cukup jelas.

Ia sesuai untuk logam bukan ferus yang lembut dan mengalirkan arus — tembaga, aluminium, nikel, emas, perak dan aloinya. Keluli dan keluli tahan karat boleh dikimpal tetapi memerlukan tenaga yang jauh lebih besar dan keadaan yang lebih ketat.

Ketebalan adalah terhad. Getaran hanya membantu setelah ia sampai ke antara muka, dan komponen tebal menggunakan tenaga sepanjang perjalanan. Wilayah semula jadinya ialah kerajang, kepingan nipis, tali pinggang wayar dan tab bateri — bukan keratan struktur.

Sambungannya pada dasarnya bertindih. Proses ini bergantung pada gerakan relatif antara dua muka selari, jadi ia sesuai untuk susunan bertindih dan bukan sambungan tumpu.

Aplikasi lazim

Tab bateri dan plat penyambung, sambungan tali pinggang wayar dan terminal, bar bas tembaga dalam pengubah dan motor, serta pengedapan tiub penyejukan. Persamaannya: sambungan mesti mengalirkan arus atau kedap, bahannya lembut dan nipis, dan pencemaran bahan pengisi mahupun kerosakan haba tidak boleh diterima.

Peralatan kimpalan logam ultrasonik kami meliputi 20, 30, 35 dan 40 kHz, dipilih mengikut ketebalan bendakerja dan luas kimpalan. Model dan spesifikasi ada di halaman mesin kimpalan ultrasonik.

Hantarkan lukisan atau sampel ke 1427498429@qq.com, atau hubungi +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.