铜箔和铝箔的超声波焊接应用

新能源电动汽车的快速发展，锂离子电池需求也不断增加，对铜箔和铝箔的超声波焊接应用显著增加。

焊接机理：低于熔点的再结晶过程

上焊头和下底座表面都带有滚花，因此焊接时上层材料横向移动，而下层材料固定不动，这样上下层之间产生相对运动。在压力作用下，连接表面上粗糙的凸起不断相互摩擦和塑性变形。

超声金属焊接形成分子键的三个主要阶段是：

相对移动导致连接面上的粗糙凸起特征产生剪切和塑性变形——初始塑性变形；

超声振动导致连接面上氧化层（或污染物）分散，以及凸起特征的进一步塑性变形。

这导致金属和金属之间接触面积增加和焊接区域形成，该特征也叫做微焊缝。

进一步的超声波振动会导致接触面继续增大，从而增加焊接区域。

超声波焊接决定性的优点是“冷”焊接，即在远低于金属熔点的温度下形成连接。该温度大约只有金属熔点的1/3-1/2（退火时的再结晶温度），是一种固态和固态的压焊过程。下图是不同有色金属材料之间的焊接相容性。