超聲波焊頭應(yīng)具有較高的焊接強(qiáng)度和合格的表面質(zhì)量，除了焊點(diǎn)有明顯的擠壓凹坑和突出邊緣外，還應(yīng)注意與上聲波桿接觸的焊點(diǎn)的表面狀況，不允許有裂紋和局部熔化。因此，超聲波焊接形式的選擇、接頭設(shè)計(jì)和焊接參數(shù)很重要。

一、超聲波焊接的特點(diǎn)

1、可焊材料可用于焊接相同的金屬材料，特別是高導(dǎo)熱材料（如金、銀、銅、鋁等）的焊接。與某些難熔金屬和具有不同性能（如導(dǎo)熱性、硬度、熔點(diǎn)等）的異種金屬材料的焊接、金屬、非金屬、塑料等材料，以及多層箔等特殊結(jié)構(gòu)的焊接。

2、焊接不需要外部熱源，接頭不存在大孔等缺陷，不形成脆性金屬間化合物，不存在電阻焊時(shí)易出現(xiàn)的熔融金屬飛濺等問(wèn)題。

3、焊縫金屬的物理機(jī)械性能不會(huì)發(fā)生宏觀變化，焊接接頭的靜載荷強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度比電阻焊接頭高，穩(wěn)定性也較好。

4、焊縫金屬表面的氧化膜或鍍層對(duì)焊接質(zhì)量影響不大，零件焊前表面處理也比較簡(jiǎn)單。

5、形成接頭所需的電能為電阻焊的5%，且焊件變形很小。

6、無(wú)需添加任何粘結(jié)劑、填料或溶劑，具有操作簡(jiǎn)單、焊接速度快、接頭強(qiáng)度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。超聲波焊接的主要缺點(diǎn)是功率限制，現(xiàn)有設(shè)備并與上部聲波桿接觸，焊件厚度不能太厚，接頭形式只能搭接，不能采用對(duì)接接頭。

二、超聲波焊接接頭設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)超聲波焊頭焊點(diǎn)時(shí)，焊點(diǎn)的強(qiáng)度需滿足相應(yīng)的要求，并且需要設(shè)計(jì)合理的焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，使焊點(diǎn)的外觀盡可能保持美觀。焊點(diǎn)與電路板邊緣的距離不限，焊點(diǎn)可以沿著邊緣放置。焊點(diǎn)間距可任意選擇，可重疊、重復(fù)焊接（修補(bǔ)），它們之間的距離也可以根據(jù)需要選擇。

2、為了提高焊接力，可將階梯式接口設(shè)計(jì)為階梯式焊接接口（W為板的寬度）。三角形法蘭可以使法蘭材料熔化并流入預(yù)留孔中，從而產(chǎn)生更大的剪切應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度。這種設(shè)計(jì)還可以避免外表面出現(xiàn)焊接痕跡。

3、凹凸插件接口。被焊材料設(shè)計(jì)成凹凸形狀，帶有三角形法蘭。兩焊件之間應(yīng)有間隙，凸焊件的壁應(yīng)有相應(yīng)的傾斜度。因此，塑料部件可以很容易地組裝，同時(shí)熔融材料有空間流動(dòng)而不會(huì)溢出到外面。

設(shè)計(jì)超聲波焊頭時(shí)需注意控制焊件的共振，當(dāng)超聲波發(fā)生器將超聲波振動(dòng)引入焊件時(shí)，如果焊件在振動(dòng)方向上的固有頻率等于或接近引入的超聲波振動(dòng)的頻率，則可能引起焊件共振，往往會(huì)導(dǎo)致焊件嚴(yán)重脫離，這可能導(dǎo)致焊件疲勞斷裂。解決上述問(wèn)題的一個(gè)簡(jiǎn)單方法是改變焊件的相對(duì)位置和聲學(xué)系統(tǒng)的振動(dòng)方向，或者改變焊件的固有頻率。