焊接區域微觀形貌
超聲金屬焊接過程的主要工藝參數有焊接壓力、焊接能量/時間、工具頭振幅和工具、頭齒紋與尺寸等。焊接壓力對焊接接頭質量的影響顯著，焊接接頭強度隨壓力的增大先增加後減小。焊接壓力會改變焊接界面的滑動阻力，焊接壓力較小會導致界面的滑動阻力較小，使摩擦產生的能量不足以讓界面形成有效連接；焊接壓力過大導致工具頭下壓過深，焊接界面金屬產生相互咬合而影響了界面的相對運動，阻礙界面金屬進一步連接，導致焊接接頭的力學性能變差。因此，合適的焊接壓力參數對焊接質量有決定性。焊接時間直接影響了焊接過程中能量的輸入，對焊接效果有著直接的影響。焊接時間過短，輸入能量不足，由於沒有充分的摩擦，難以形成有效的焊點；隨著焊接時間的增加，相互摩擦引起溫度升高，工件材料開始軟化，焊接區域界面氧化膜破損及塑性變形，能形成較好的連接；當焊接時間進一步延長，焊頭容易在工件表面形成較深的痕跡，對焊接效果產生不利的影響，此外，過長的焊接誒時間易導致焊頭與被焊工件的粘結；超聲波焊接過程中工件與工件形成的振動系統，振幅直接影響工件界面振動的瞬時速度，最終影響摩擦生熱及塑性變形，對焊接質量造成影響。焊頭是超聲波金屬焊接的關鍵組成部分，焊接過程中，焊頭在壓力作用下要抓緊被焊工件，這樣，超聲波焊機產生的機械振動才能傳遞給被焊工件界面以形成固相連接。焊頭面積不同，會導致焊接過程中焊接壓力的分布不同，即連接界面的具有不同的應力，使焊接過程中摩擦力不同，從而使焊接過程中摩擦產熱量不同，導致焊接過程中工件溫度不同，最終影響接頭質量。而焊頭花紋齒深則決定焊頭花紋嵌入工件表面的難易程度，也直接影響工件表面壓痕深度，間接影響焊接過程中工件溫度，對接頭質量造成影響。因此，焊頭形貌及尺寸對接頭質量有非常關鍵的作用。超聲焊接的好壞，可直接通過檢測焊接區域的抗拉情況進行判定，當虛焊與過焊時，拉力值均會很低。焊接工藝參數不同，導致焊機供給被焊工件的焊接總能量變化，必然引起焊接過程中的摩擦作用不同，致使焊接過程中產生的熱量變化，那麼焊接過程中工件的溫度也將隨之變化，焊頭-工件接觸區溫度可以有效反映接頭強度，可以通過測量焊接過程中工件的溫度預測接頭質量。但接觸區溫度並不是越高越好，對於每種被焊材料匹配，都有一個臨界溫度值，工件溫度小於臨界溫度時，溫度越高則接頭強度越高；工件溫度大於臨界溫度時，接頭強度則會減弱。參考文獻
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