超聲波金屬焊接機是19世紀30年代偶然發(fā)現(xiàn)的。當時在作電流點焊電極加超聲振動試驗時，發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上，因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術。超聲波焊接雖然發(fā)現(xiàn)較早，但是到目前為止，其作用機理還不是很清楚。它類似于摩擦焊，但有區(qū)別，超聲焊接時間很短，溫度低于再結晶；它與壓力焊也不相同，因為所加的靜壓力比壓力焊小的多。一般認為在超聲波焊接過程中的初始階段，切向振動除去金屬表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大，同時使焊區(qū)溫度升高，在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下，相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時，即形成焊點。焊接時間過長，或超聲波振幅過大會使焊接強度下降，甚至破壞。

　　超聲波金屬焊接機的工作原理

　　超聲波金屬焊接機是通過高頻的機械振動對非鐵磁性的金屬物料工件進行焊接。在焊接過程中，將其中一個工件固定，另一個工件以20/40kHz的頻率在其表面進行循環(huán)往復的振動，同時對工件施加壓力，使工件間形成一種牢固的結合，從而達到焊接的效果。整個焊接過程可以被精確地控制，同時不會在金屬表面產(chǎn)生多余的熱量，焊接牢度強。

　　超聲波金屬焊接機是通過一個電晶體功能設備將當前50/60Hz的電頻轉變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應給超聲波焊接機轉換器。轉換器將電能轉換成用于超聲波的機械振動能，調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。

　　超聲波金屬焊接機的焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學裝置，振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化，振動會在熔融狀態(tài)物質到達其介面時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產(chǎn)生個強分子鍵，整個周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。

　　超聲波金屬焊接機技術要求

　　1、高功率容量、穩(wěn)定的超聲波發(fā)生器

　　穩(wěn)定的超聲波發(fā)生器首先要求為：頻率自動跟蹤。頻率自動跟蹤能保證換能器系統(tǒng)能工作在諧振狀態(tài)，即焊頭振幅的最大化。采用頻率自動跟蹤技術，更換模具及工作時無須調頻，才是用于金屬焊的基本要求。有可調電感手動調頻率的設備，基本都滿足不了要求。

　　穩(wěn)定的超聲波發(fā)生器還要要求：恒振幅功能及振幅的無級可調。恒振幅功能，它能保證焊接的一致性，為穩(wěn)定生產(chǎn)的關鍵；振幅的無級可調是保障設備用途的基本，例如在同一設備上通過參數(shù)調整既能焊銅，也能焊鋁材料。

　　高功率容量：金屬焊相對于塑料焊，要求高的能量密度，必然有相對高的功率容量，如20kHz的機器，基本上要求3000W以上的功率容量。很多公司對于功率容量經(jīng)常出現(xiàn)虛假標稱，那我們只需和他們所做的塑料焊機比較一下即可，因為塑料焊機標稱太高是無人信的。

　　2、高品質焊頭

　　金屬焊作為工業(yè)用途，必然要求高壽命的焊頭。

　　3、高品質換能器

　　如20kHz的換能器，必須能長期承受3kw以上負載。很多公司的換能器，用普通塑料焊的換能器，外觀上很難分辨，這是不負責任的做法。

　　4、優(yōu)質控制系統(tǒng)

　　具有焊接能量、時間、高度三種基本控制模式，多種質控軟件滿足不同需求。