哪些材料适合用超声波金属焊接机来焊接？

超声波金属焊接对材料有其特定的适用性，其核心原理是利用高频振动使金属在固态下发生塑性流动和原子扩散从而实现结合。因此，适合该工艺的材料主要具有以下特性：良好的塑性、较软的质地、高导电性。

以下是适合超声波金属焊接的材料分类及说明：

一、最常用且焊接效果优异的材料

1. 铜及其合金：

• 纯铜：是超声波焊接效果最好的材料之一。因其质地软、导电性极高，非常容易在振动下产生塑性流动形成冶金结合。广泛应用于新能源电池、线束等领域。

• 黄铜：焊接性能良好。

• 铜合金：多数可焊，但具体性能需试验验证。

2. 铝及其合金：

• 纯铝：与铜类似，质地软、易变形，是非常理想的焊接材料。

• 软态铝合金：焊接性能良好。需要注意的是，硬度越高、强度越大的铝合金越难焊接，对设备功率和工艺要求更高。

3. 金、银：

• 这些贵金属质地软、延展性极好，非常容易焊接。主要用于精密电子行业，如芯片引线键合。

二、可以焊接但有一定条件的材料

1. 镍：

• 镍片可以焊接，但其硬度较高且氧化层致密，需要更大功率的设备和更优化的参数（如更高的振幅和压力）。

  
  

2. 不锈钢：

• 软态不锈钢：可以焊接，但挑战较大。因其硬度高、强度大，需要大功率的超声波焊接设备，且通常仅限于较薄的片材。常用于一些特殊要求的场合，如医疗器械密封。

三、异种材料焊接

超声波焊接最大的优势之一就是非常适合焊接异种金属，特别是那些用传统熔焊难以兼容的材料组合，因为其过程是固态焊接，不会产生脆性的金属间化合物。

• 铜-铝连接：这是新能源动力电池汇流排焊接最经典和重要的应用。传统熔焊无法解决铜铝之间巨大的熔点差异和易生成脆性化合物的问题，而超声波焊接可以很好地实现低电阻、高强度的可靠连接。

• 其他组合：如铜-镍、铝-镍等也可以实现焊接。

四、不适合超声波焊接的材料

1. 过硬或过脆的材料：

• 超硬合金、铸铁、淬火态高碳钢等。这些材料在振动下不易发生塑性变形，反而容易破裂。

2. 高熔点金属：

• 如钼、钽、钨 等，难以通过超声波能量使其界面达到塑性状态。

3. 锌、铅、锡等低熔点金属：

• 这些金属虽然软，但其熔点太低，超声波产生的摩擦热足以使其熔化而非塑性流动，反而会粘在焊头上，破坏焊接过程和设备。

总结一下：

最适合：软质的有色金属，如纯铜、纯铝、金、银及其软态合金。
可以焊：硬质或高强材料（如镍、某些不锈钢），但需要大功率设备且适用于薄材。
优势领域：异种金属连接，特别是铜-铝组合。
关键点：材料的硬度（软） 和塑性（好） 是决定其是否适合超声波焊接的首要因素，而非其熔点。