応用機械工学ジャーナル

概要

超音波金属溶接における振動振幅と溶接力が溶接強度に与える影響

アル・サラフZS

超音波金属溶接は継続的な研究開発の対象となっており、最近でははんだ付け不要のワイヤボンディングを可能にするなど、小型デバイスでの金属接合に力を入れています。小規模だけでなく、より厚い板金の接合を研究し、この技術を使用してうまく接合できる同種および異種の材料の範囲を広げる機会もあります。この研究では、横方向駆動超音波金属スポット溶接装置の設計、特性評価、およびテストを紹介します。超音波金属スポット溶接ホーンは有限要素解析 (FEA) を使用してモデル化され、その振動挙動は実験的に特性評価され、超音波エネルギーが溶接クーポンに効果的に伝達されることを確認します。次に、溶接スタックと固定具が設計され、テストマシンに取り付けられ、さまざまな溶接および超音波パラメータについて一連の実験を実行できます。その後、引張せん断テストを使用して溶接強度が分析されます。結果は、溶接強度がクランプ力と溶接チップの超音波振動振幅の組み合わせに特に敏感であることを示していますが、これらには最適な組み合わせがあり、明確に特定する必要がある限界もあります。