超聲波焊接機結構組成及各部分功能介紹

2022-02-28 15:13

超聲波塑料焊接是一種通過金屬焊頭將高頻低幅(頻率為15～70kHz，振幅1～250μm)的縱向機械振動作用于待焊塑料工件表面，使工件之間的接觸面發生熔化，再經一定時間的保壓冷卻而形成可靠接頭的焊接方法。這種焊接方法的主要優點如下所述。
(1) 焊接速度快。焊接時間一般不超過3s，工件也無需表面處理，非常適合于批量生產。
(2) 操作簡單，易于實現自動化。將焊接參數設定好后，只需按下啟動開關即可進行焊接。
(3) 材料表面損傷小。焊接過程中產熱主要集中于工件之間的接觸界面，材料表面僅形成輕微的壓痕。
(4)綠色清潔。在焊接過程中，不會產生煙塵和可見飛濺，在很大程度上改善了工作環境。

超聲波焊接機結構組成：

超聲波塑料焊接機一般由電源(發生器)、換能器、調幅器、焊頭、工件、夾具或砧座等組成，其中換能器、調幅器與焊頭統稱為焊接組件(Weldingstack)。焊機結構簡圖如圖1所示。

超聲波塑料焊機結構簡圖

超聲波焊接機各部分功能介紹：

(1) 超聲波發生器：將工頻電壓(50/60Hz)轉變為超聲頻電壓(15～70kHz)。
(2) 超聲波換能器：利用壓電陶瓷(PZT)的逆壓電效應，將電能轉換為機械能，即將超聲頻電壓轉變為同頻率的超聲機械振動。
(3) 調幅器：將換能器的機械振動振幅放大。調幅器材質為鈦合金時，焊接質量最好。
(4) 超聲波焊頭：也稱為超聲波模具，屬于精密器件，材質一般為高強鋁或鈦合金，主要作用是將超聲機械振動作用于焊件，焊頭也會起到一定的調幅作用。焊頭的輪廓形狀一般有直線型、階梯型、指數型和雙曲型四種，后面兩種因為焊接效果更好，所以使用更為普遍。
(5) 工件及導能筋：上工件厚度小于6mm時的焊接稱為近場焊接，反之稱為遠場焊接。在超聲波塑料焊接中，通常在上、下工件之間制造具有一定形狀(如三角形、半圓形、矩形)的微小凸起，稱為“導能筋”。導能筋主要起到集中焊接能量、穩定焊接過程的作用。
(6) 夾具或砧座：主要起支撐與固定工件的作用。

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