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制約國內超聲波金屬焊接技術(shù)發(fā)展的因素：
1.換能器功率
換能器是超聲波焊接設備的核心部件，金屬超聲波焊接要求換能器有大的功率容量、長(cháng)時(shí)間的小衰減。國內大部分公司的20KHz換能器往往只能承受約1500W的負載，這和國際上制造商的同類(lèi)產(chǎn)品能達到5000W還存在很大的差距，國內也尚未有見(jiàn)到掌握大功率超聲波換能器的推-挽技術(shù)的報道。
2.超聲波發(fā)生器
穩定的超聲波發(fā)生器的要求必須具有頻率自動(dòng)跟蹤功能，這樣可以保證換能器系統能夠始終工作在諧振狀態(tài)，即達到焊頭振幅的化。國內很多公司采用的是自激式的全橋或半橋電路，不具備頻率自動(dòng)跟蹤的功能。這樣造成的問(wèn)題是當電感及電容的參數確定時(shí)，發(fā)生器的諧振頻率就是個(gè)定值，不會(huì )隨著(zhù)溫度或負載的變化而變化，而焊頭及換能器的頻率會(huì )隨著(zhù)溫度及負載的變化而產(chǎn)生偏移，這樣，焊頭的振幅就會(huì )隨著(zhù)頻率的偏移而大幅下降，這直接會(huì )導致焊接參數的變化，影響焊接穩定性。
3.焊頭材料的性能
超聲波金屬焊接要求有高度耐磨的焊頭，這樣就要求焊頭材料具有高硬度的性質(zhì)，而超聲波焊接技術(shù)本身要求焊頭材料要有較好的韌性，這就造成了焊頭材料選擇上的矛盾。由于這些技術(shù)上的限制，目前國內大部分公司的焊頭還無(wú)法和歐美同類(lèi)產(chǎn)品所使用的焊頭相媲美。
超聲波金屬焊接技術(shù)今后發(fā)展方向
我國超聲波金屬焊接技術(shù)起步較晚，很多都是簡(jiǎn)單的對超聲波塑料焊接的原有技術(shù)進(jìn)行的修改，正是由于兩者的技術(shù)差異，使得這種做法并不能真正滿(mǎn)足超聲波金屬焊接的技術(shù)要求。但是我們可以看到，近年來(lái)國內有關(guān)公司和相關(guān)科研人員通過(guò)不斷的技術(shù)攻關(guān)和自主研發(fā)，已經(jīng)有一些產(chǎn)品能夠達到國外發(fā)達國家同類(lèi)產(chǎn)品的水平。為了解決制約超聲波焊接裝備的關(guān)鍵技術(shù)，拓寬超聲波焊接技術(shù)的應用范圍，作者認為應該加強以下幾個(gè)方面的工作:
1.大功率換能器技術(shù)
超聲波金屬焊接對換能器的功率有很大的需求，設計和制造出大功率的超聲波換能器迫在眉睫。目前有一種推-挽式超聲波系統，能夠大幅提高換能器功率，值得我們更加深入的研究和改進(jìn)。
2.焊頭材料
在超聲波金屬焊接過(guò)程中，如果焊頭的質(zhì)量不能達到理想的水平，將會(huì )大大影響我們在生產(chǎn)和應用中的成本和產(chǎn)能。我們對超聲波金屬焊接所用焊頭的要求是既要有高硬度，又要具有良好的韌性，這樣才能保證焊頭的使用壽命。同時(shí)焊頭表面網(wǎng)紋的設計也在一定程度上影響焊接質(zhì)量。因此想要保證焊頭的質(zhì)量和壽命，我們不單要不斷選擇更加合適的焊頭材料，還可以從表面涂層或滲層技術(shù)、表面網(wǎng)紋設計等方面做更深入的研究。
3.超聲波電源技術(shù)
超聲波金屬焊接較超聲波塑料焊件而言，對于電源有了更為嚴格的要求。因此，設計和制造出更好的超聲波發(fā)生器對于提高超聲波金屬焊接質(zhì)量的作用顯而易見(jiàn)。能夠頻率自動(dòng)跟蹤的超聲波發(fā)生器技術(shù)還有很多需要改進(jìn)的地方，這也將成為我們研究的重點(diǎn)。
4.超聲波焊接技術(shù)的推廣應用
超聲波金屬焊接技術(shù)是在超聲波塑料焊接技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的，但由于關(guān)鍵技術(shù)還存在一些問(wèn)題，遠沒(méi)有像超聲波塑料焊接技術(shù)那樣獲得廣泛的應用，目前超聲波金屬焊接主要應用于汽車(chē)、制冷、太陽(yáng)能、電池、電子等幾個(gè)領(lǐng)域。但是超聲波金屬焊接技術(shù)在金屬層狀復合材料制造領(lǐng)域的應用在我國還是一項空白，隨著(zhù)我國超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展和關(guān)鍵技術(shù)的突破，相信超聲波金屬焊接在金屬層狀復合材料制造領(lǐng)域以及金屬快速增材制造領(lǐng)域將獲得推廣應用。
