超声焊接工艺作为锂电池制造工艺的核心部分，适用于锂电池铝/铜正负集流体、极板和电池封装等多个位置的连接，焊接接头缺陷对锂电池性能的一致性有很大影响。因此，必须了解超声焊接过程。

　　1、超声焊接原理。

　　在超声波焊接过程中，转换器将高频电信号转换为超声波振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到要焊接的金属表面，界面金属氧化膜在一定压力和超声波振动的激烈摩擦作用下破裂，界面清洁金属接触在摩擦和超声波软化的共同作用下产生塑料流动和扩散，连接面积逐渐增大，最终成为可靠的连接。

　　焊接接头的形成经历两个阶段：过渡阶段和稳定阶段。

　　过渡阶段是去除焊接表面口罩和氧化物的短暂过程，稳定阶段是使界面相互扩散、稳定相互扩散的过程。在过渡阶段，焊接表面氧化物膜因强摩擦作用而断裂，此时摩擦是主要热源，工作温度升高时，工作材料屈服强度降低，有助于工作表面氧化膜破裂，发生塑性变形，对连接的形成起着重要作用。

　　2、超声波金属超声焊接工艺参数研究

　　超声波金属焊接过程的主要工艺参数包括焊接压力、焊接能量/时间、刀具头振幅和工具、头齿图案和尺寸等。

　　(1)压力的影响

　　焊接压力对焊接连接质量的影响很大，压力增加时，焊接连接强度首先增加，然后减少。焊接压力改变焊接界面的滑动阻力。焊接压力小，界面的滑动阻力小，摩擦产生的能量不足，界面无法有效连接。焊接压力过大时，工具头压得太深，焊接界面金属相互啮合，影响界面的相对运动，阻碍界面金属的进一步连接，从而降低焊接接头的机械性能。因此，适当的焊接压力参数对焊接质量有决定性的影响。

　　(2)时间的影响

　　焊接时间直接影响焊接过程中的能量输入，直接影响焊接效果。焊接时间太短，输入能量不足，没有足够的摩擦，很难形成有效的焊点。随着焊接时间的增加，相互摩擦会导致温度升高，工件材料开始变软，焊接区域界面氧化膜破损和塑性变形会形成更好的连接。焊接时间越长，焊接头就越容易在工件表面形成更深的痕迹，并对焊接效果产生不利影响。另外，焊接时间长，焊接头和焊接工件容易粘合。

　　(3)振幅的影响

　　超声焊接过程中工件和工件形成的振动系统，振幅直接影响工件界面振动的瞬时速度，最终影响摩擦热和塑性变形，进而影响焊接质量。

　　(4)焊接头的影响

　　超声焊接头是超声波金属焊接的关键组成部分，超声焊接过程中，焊接头必须在压力下紧紧抓住焊工，超声波焊接机产生的机械振动才能传递到焊工界面，形成固相连接。焊接头区域不同，超声焊接过程中焊接压力分布也不同。也就是说，连接界面的应力不同，焊接过程中摩擦力不同，焊接过程中摩擦力会产生不同的热量，从而导致焊接过程中的工作温度不同，影响连接质量。焊接头图案齿深度决定了焊接头图案容易包含在工件表面的程度，直接影响工件表面的压痕深度，在焊接过程中间接影响工件温度，影响连接质量。因此，焊接头形状和尺寸对连接质量起着至关重要的作用。