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超聲波焊接技術(shù)

2022-02-25 16:47

1.1超聲波焊接定義


超聲波焊接是利用高頻振動波(大于16kHZ)傳遞到兩個需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間熔合的焊接方法。

1.2超聲波焊接分類


按聲波的高頻振蕩能量傳播方向可分為如下兩種基本類型:1)聲波垂直于焊件表面:指超聲波的振動方向與焊接件表面相垂直,適用于塑料焊接;2)聲波切向傳遞到焊接表面:指超聲波的振動方向與焊接件表面相平行,適用于金屬焊接。

1.3超聲波焊接工藝原理(過程)


如圖1所示,超聲波焊接分為以下幾個階段: 1)電源輸入220V/50HZ的低頻電能,并通過超聲波發(fā)生器轉(zhuǎn)換為20kHZ或40kHZ的高頻電能;
2)高頻電能通過換能器轉(zhuǎn)換為用于超聲波的高頻機械振動能;
3)轉(zhuǎn)換后的超聲波機械能由調(diào)幅器負(fù)責(zé)進(jìn)行整合并傳遞到焊頭,最終通過焊頭傳至待焊塑料件;
4)超聲波機械能從上模待焊件傳到焊接面,塑膠分子之間因摩擦而產(chǎn)生熱量,最終熔化塑料件;
5)氣壓裝置同時下壓運動,將上下待焊件壓合到一起,并保持一定時間進(jìn)行冷卻,最終達(dá)到焊接目的。


1.4超聲波焊接設(shè)備


1)超聲波塑料焊接機由于使用場合及焊接材料、焊接尺寸不同,其規(guī)格也各不相同,其輸出功率從手持超聲波焊接機的幾十瓦到大型焊接機的幾千瓦,而頻率一般在15KHz到40KHz范圍內(nèi);
2)如圖,常見的超聲波焊接設(shè)備有分體式、一體式和手持超聲波焊接器幾種,其主要由氣壓傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、發(fā)生器、換能器、調(diào)幅器、焊頭和機械裝置幾部分組成。
手持式超聲波焊接機超聲波焊接機
手持式超聲波焊接機                                 一體式超聲波焊接機

1.5超聲波工藝參數(shù)
 

超聲波焊接的主要工藝參數(shù)有超聲波頻率、超聲波振幅、焊接壓力、焊接時間和保壓時間。
1)焊接頻率:超聲波焊接機都有自己固定的頻率,頻率越大,能量越大,常用的頻率有20KHz、30KHz、40KHz幾種;
3)焊接振幅:不同的超聲波頻率與換能器表面振幅的對應(yīng)關(guān)系為:20KHz=0.02mm;30KHz=0.015mm;40KHz=0.01mm;
4)焊接壓力:可通過壓力裝置調(diào)整,壓力越大,能量越大;
5)焊接時間:可通過控制系統(tǒng)調(diào)整,時間越大,能量越大;
5)保壓時間:保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間,時間越長,形成的焊點越穩(wěn)定。


1.6超聲波焊接特性


1)優(yōu)點:①節(jié)能環(huán)保;②成本低、效率高,易實現(xiàn)自動化生產(chǎn);③焊接速度快、焊接強度高;④焊點美觀,可實現(xiàn)無縫焊接,防潮防水,氣密性好;
2)缺點:①對于焊接工件的材料有限制(熔點相近);②不可焊接面積較大的產(chǎn)品;③超聲波對人體聽力有危害,需配備防護(hù)措施;

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