超声波塑料焊接机工作原理

超声波塑料焊接机工作原理
超声波塑料焊接机工作原理

超声波塑料焊接机工作原理

超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时,既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂,也不消耗大量热源,具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此,超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。

一、超声波塑料焊接机的工作原理。

当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊

接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。

二、超声波塑料焊接的方法

1、熔接法超声波振动随焊头将超声波传导至焊件,由于两焊件处声阻大,因此产生局部高温,使焊件交界面熔化。在一定压力下,使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。

2、埋插法螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属,经高速振动,使金属物直接埋入成型塑胶内,同时将塑胶熔化,其固化后完成埋插。

3、铆接法欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来,可利用超声波铆接法,使焊件不易脆化、美观、坚固。

4、点焊法利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接,或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上,从而达到点焊的效果。

5、成型法利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型,当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。

6、切除法利用焊头及底座的特别设计方式,当塑料工件刚射出时,直接压于塑料的枝干上,通过超声波传导达到切除的效果。

三、超声波塑料焊接机的组成及其作用

超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。

1、气动传动系统

包括有:过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。

工作时首先由空压机驱动冲程气缸,以带动超声换能器振动系统上下移动,动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。

2、控制系统

控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。

主要功能是:一是控制气压传动系统工作,使其焊接时在定时控制下打开气路阀门,气缸加压使焊头下降,以一定压力压住被焊物件,当焊接完后保压一段时间,然后控制系统将气路阀门换向,使焊头回升复位;二是控制超声波发生器工作时间,

本系统使整个焊接过程实现自动化,操作时只启动按钮产生一个触发脉冲,便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是:电源启动一触发控制信号气压传动系统,气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作,发射超声并保持一定焊接时间去除超声发射继续保持一定压力时间退压,焊头回升焊接结束。

3、超声波发生器

1)功率较大的超声波塑料焊接机,发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路,使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。

2)功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器,也具有一定的频率跟踪能力。

4、超声波塑料焊接机使用的声学系统

1)换能器

超声波塑料焊接机用的声学系统包括三个部分:1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个组成部分中,驱动是核心,一般采用螺栓夹紧的纵向振动换能器,其中半波长纵向振子与四分之一的波长纵向振子,半波长纵向振与半波长聚能器相连接组成一个全波长塑料焊接换能器,而四分之一波长纵向振子与四分之一波长聚能器相连,组成一个半波长换能器。

2)工具头

对不同的焊接对象需要有不同工具头,不管是近场焊接还是传输焊接,只有半波长的工具头才能使焊接端面达到最大的振幅。工具头,有带振幅放大的和不带振幅放大的两种,塑料焊接机用声学系统工具头,所用材料通常为铝合金,其端面镀硬质合金,功率较大时也有用钛合金材料制成的,该材料疲劳强度比铝合金高一倍多。

四、超声波塑料焊接机的型号和规格

超声波塑料焊接机由于使用场合及焊接材料不同,焊接尺寸大小不一样,其规格也是各式各样的。其输出功率从手工焊接机的几十瓦到大型机的几千瓦频率一般在15KHz到40KHz范围内

超声波焊接原理及材料对其的影响

★超声波焊接是热塑性塑料在超声波振动作用下,由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。 超声波金属焊接: 1、超声波金属焊接 超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是一种机械处理过程,在焊接过程中,并无电流在被焊件中流过,也无诸如电焊模式的焊弧产生,由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此对于有色金属材料来说,无疑是一种理想的金属焊接设备系统,对于不同厚度的片材,能有效地进行焊接。 超声波焊接原理: 超声波塑料焊接机超声波塑料焊接原理 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积 原理分析图

超声波焊接优点: 1、超声波塑料焊接优点:焊接速度快,焊接强度高、密封性好;取代传统的焊接/粘接工艺,成本低廉,清洁无污染且不会损伤工件;焊接过程稳定,所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控,一旦发现故障很容易进行排除和维护。 2、超声波金属焊接优点:1)、焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。2)、焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。3)、对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。4)、焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。5)、焊接无火花,环保安全。 超声波金属焊接适用产品: 1)、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2)、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。3)、电线互熔,偏结成一条与多条互熔。4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5)、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6)、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点,异种金属片的互熔。7)、金属管的封尾、切断可水、气密。 超音波的熔焊应用方法: 一、熔接法:以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合,焊接强度可与本体媲美,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密,并免除采用辅助品所带来的不便,实现高效清洁的熔接。二、铆焊法:将超音波超高频率振动的焊头,压着塑胶品突出的梢头,使其瞬间发热融成为铆钉形状,使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植:藉着焊头之传道及适当之压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留入塑胶孔内,固定在一定深度,完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度,可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。四、成型:本方法与铆焊法类似,将凹状的焊头压着于塑胶品外圈,焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定,且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形,及化妆品类之镜片固定等。五、点焊:A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线,达到熔接目的。B、对比较大型工件,不易设计焊线的工件进行分点焊接,而达到熔接效果,可同时点焊多点。六、切割封口:运用超音波瞬间发振工作原理,对化纤织物进行切割,其优点切口光洁不开裂、不拉丝。超声波金属焊接机2、超声波金属焊接原理是利用超声频率(超过16KHz )的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件施以高温热源,只是在静压力之下,将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升.接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接.因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象.超

超声波塑料件焊接方法

超声波焊接件的工艺设计 作者:欣宇机械来源:本站原创日期:2014-5-5 17:32:38 点击:1120 属于:行业新闻超声波焊接件的工艺设计-东莞市欣宇超声波机械有限公司 在超声波焊接行业中,很多客户都不知道塑料件焊接,焊接产品优良不只是跟材质,超声波选择机型功率有关系,最容易被忽略的一点是:超声波焊接件的工艺设计,塑料焊接件需要设计有超声线,焊接出来的产品才是比较完美的。那么,超声波焊接件的工艺设计是怎么样的呢?要怎么设计呢?很多客户初步使用超声波焊接,都会对个问题不了解,今天,欣宇小陈为大家讲解:超声波焊接件的工艺设计,希望对朋友有所帮助! 超声波塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点: 1.是否需要水密、气密。 2.是否需要完美的外观。 3.是否适合焊头加工要求。 4.焊缝的大小(即要考虑所需强度)。 5.避免塑料熔化或合成物的溢出。 超声波焊接质量获得原因: 1.材质 2.上下表面的位置和松紧度 3.焊头与塑料件的妆触面 4.顺畅的焊接路径 5.塑料件的结构 6.焊接线的位置和设计 7.焊接面的大小 8.底模的支持 为了获得完美的、可重复的超声波熔焊方式,必须遵循三个主要设计方向: 1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话,接触面尽量在同一个平面上,这样可使能量转换时保持一致。 2.最初接触的两个表面必须小,以便将所需能量集中,并尽量减少所需要的总能量(即焊接时间)来完成熔接。 3.找到适合的固定和对齐的方法,如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。 下面就对超声波塑料件设计中的要点进行分类举例说明: 超声波整体塑料件的结构 1.1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚,太薄的壁厚有一定的危险性,超声波焊接时是需要加压的,一般气压为2-6kgf/cm2 。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等,在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点,从而产生烧伤、穿孔的情况(如图1所示),在设计时可以罐状顶部做如下考虑

超声波焊接原理和应用

超声波焊接原理: 超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术,各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理,而不需加溶剂,粘接剂或其它辅助品。 其优点是增加多倍生产率,降低成本,提高产品质量及安全生产。 超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,便达成完美的焊接。 新型的15KHz超声波塑胶焊接机,对焊接较软的PE、PP材料,以及直径超大,长度超长塑胶焊件,具有独特的效果,能满足各种产品的需要,能为用户生产效率以及产品档次贡献。 超声波焊接工艺: 一、超声波焊接: 以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密,并免除采用辅助品带来的不便,实现高效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美。 二、铆焊法: 将超声波超高频率振动的焊头,压着塑胶品突出的梢头,使其瞬间发热融成为铆钉形状,使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植: 借着焊头之传导及适当压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内,固定在一定深度,完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度,可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

一、超声波塑料焊接的相容性和适应性: 热塑性塑料,由于各种型号性质不同,造成有的容易进行超声波焊接,有的不易焊接;下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好,容易进行超声波焊接;圆圈表示在某些情况下相容,焊接性能尚可;空格表示两种塑料相容性很差,不易焊接。 注意:表中所列仅供参考,因为熟知的变化可导致结果略有差异.

超声波焊接原理【深度解析】

超声波焊接原理 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。 超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料,还可以加工织物和薄膜。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器,换能器变幅杆/焊头三联组,模具和机架。线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下,一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度,振动就会停止,同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上,使刚刚焊接好的部分冷却、固化,从而形成紧密地结合。轨道式振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。在进行轨道式振动摩擦焊接时,上部的工件以固定的速度进行轨道运动——向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能,使两个塑料件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化,运动就停止,两个工件的焊接部分将凝固并牢牢的连接在一起。小的夹持力会导致工件产生最小程度的变形,直径在10英寸以内的工件可以用应用轨道式振动摩擦进行焊接。 焊接原理 超声波焊接原理:超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,

超声波焊接常见缺陷及处理办法

超声波焊接常见缺陷及处理办法 一、强度无法达到欲求标准。 当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度,只能说接近于一体成型的强度,而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合,这些配合是什么呢? ※塑料材质:ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强,因为两种不同的材质其熔点也不会相同,当然熔接的强度也不可能相同,虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接?我们的答案是绝对可以熔接,但是否熔接后的强度就是我们所要的?那就不一定了!而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波HORN瞬间发出150度的热能,虽然ABS 材质己经熔化,但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上,此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度,但ABS材质已解析为另外分子结构了!由以上论述即可归纳出三点结论: 1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。

2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。 3.塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。 二、制品表面产生伤痕或裂痕。 在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形:1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面,有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。 解決方法:

超声波焊接机的工作原理

超声波焊接机的工作原理 超音波焊接机的工作原理是: 是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能(即频率超出人耳听觉阈的高频机械振动能),该能量通过焊头传导到塑料工件上,以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟,所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊,也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。 超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。 1、气动传动系统 包括有:过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。 工作时首先由空压机驱动冲程气缸,以带动超声换能器振动系统上下移动,动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。 2、控制系统 控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是:一是控制气压传动系统工作,使其焊接时在定时控制下打开气路阀门,气缸加压使焊头下降,以一定压力压住被焊物件,当焊接完后保压一段时间,然后控制系统将气路阀门换向,使焊头回升复位;二是控制超声波发生器工作时间,本系统使整个焊接过程实现自动化,操作时只启动按钮产生一个触发脉冲,便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是:电源启动一触发控制信号气压传动系统,气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作,发射超声并保持一定焊接时间去除超声发射继续保持一定压力时间退压,焊头回升焊接结束。 3、超声波发生器 (1)功率较大的超声波塑料焊接机,发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路,使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。

超声波焊接机基础学习知识原理

超声波焊接机原理 超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,便达成完美的焊接。 概述 超声波模治具架设不准确受力不平均原理 在一般认为超音波作业时,产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该 会产生音波传导的现象. 我们如果单只观察硬件(模治具)的稳合程度,而忽略了整合型态的超音波作业方式,必定会产生舍本逐末或误判的后果,所以在此必须先强调超音波熔接的作业方式是传导音波,使成振动摩擦转为热能而熔接. 这时候超音波模治具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织,必定无法是百分之百承受相同的压力。 另一方面上模(H o r n)输出的能量,每一点都有其误差值,并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言,势必产生产品熔接线熔接程度的差异。所以也就必须作修正,如何修正,那就是靠超音波熔接机本身的水平螺丝,或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。

塑料产品材质配合不当 每一种塑料材质的熔点,各有不同,例如ABS塑料材质的熔点约115℃,耐隆约175℃、PC之145℃以上、PE约85℃为例:ABS与PE二种材质的熔点差距太大,超音波熔接势必困难。而ABS与PC二种材质,亦有差距,但已非前项差距如此之大,是以尚可熔接,但在超音波功率相同,能量扩大相同的情况下,相异的塑料材质,绝无法比相同材质的熔接效果好。 超声波台输出能量不足 客户在购买超音波熔接机时,通常较难预料未来产品发展的规格,所以会遇到较大产品对象超出超音波标准熔接的情形。此时在不增加成本的预算下,只得以现有设备来作业生一、超声波模治具架设不准确超声波、受力不平均怎么办? 在一般认为超音波作业时,产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的熔接效果,其实这只是表面的看法,超音波既然是摩擦振,就会产生音波传导的现象. 我们如果单只观察硬件(模治具)的稳合程度,而忽略了整合型态的超音波作业方式,必定会产生舍本逐末或误判的后果,所以在此必须先强调超音波熔接的作业方式是传导音波,使成振动摩擦转为热能而熔接. 这时候超音波模治具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织,必定无法是百分之百承受相同的压力。 另一方面上模(H o r n)输出的能量,每一点都有其误差值,并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言,势必产生产品熔接线熔接程度的差异。

超声波塑料焊接机说明书之安装与调试

(一)、超声波塑料焊接机装设程序: 1、超声波塑料焊接机应安置在坚固,水平的工作台上。机器后面应留有大于150mm 的空间,以利通风散热。 2、为确保安全操作,本机必须可靠接地,对地电阻必须小于4欧姆。 3、将三苡控制电线两头分别插入焊机后方三脚插座,并旋紧螺母。 4、将选择开关置于手动位置。 5、锁紧升降的四只螺钉,以固定超声振头,但切勿用力过度,以免滑牙。 6、将上焊模与超声振头之接触面擦干净,用螺丝接合,使用随机专用扳手锁紧,锁紧力距为25牛顿/米。 7、把外气源的气管接入焊接机的空气滤净器。 8、音波检验程序: 为发挥超声波塑料焊接机的最佳使用效果,维护焊机的性能及安全生产,每次使用机器或更换焊模,必须调整超声波塑料焊接机发振系统与振动系统的发振程度,因此该项音波检测程序非常重要。 A、检测前,上焊模与超声振头两者必须密合锁紧,检验时上焊模切勿接触工件。 B、合上电源开关,此时电源指示灯亮. C、打开侧盖板之门页。 D、将选择开关按至音波检测档位置,观测振幅表之指示值,每次音波检测开关不能连续按下超过3秒。 E、顺逆旋转音波检测螺丝使振幅表指针在最低刻度值位置。注意:振幅表指针能调到1.2(或100)刻度值以下,且确保为最低刻度位置,焊机的发振系统与振动系统谱振最好。

[注意]: 1.调节音波选择螺丝,振幅表之指针会左右摆动,但并非表示功率输出之大小,而仅表示发振系统与振动系统之谐振程度,指示刻度值越小,则表示谐振程度越佳。 2.振幅表在空载发振时,表示谐振程度,负载发振时表示输出能量。 3.焊接前务必做音波检测,以确保发振系统与振动系统之谐振。 4.更换焊模后,切记一定要做音波检测程式。 5.调整时,如果过载指示灯发亮,则立即放开音波检验钮,约过1秒钟后,再转动音波调整螺丝作音波选择调整. 6.正确的调谐非常重要,如果无法调较到正常状态,不能达到音波检测程式第5项的要求时,请即送修,不可勉强使用,以免扩大故障。 7.工作气压不能超过5kg/cm. 8.校模程序: 为达到超声波塑料焊接机最大能量,上焊模与工件间的距离应尽量缩短,但仍应留有必要的距离,以便工件的放置和取出。升降台的最大行程为75mm,因此在校模前,在确定上焊模在最大行程时,不会接触工件。 a)将选择开关置于手动位置,调较压力调整旋钮,使压力表指示在0.2Mpa左右,(大约能使焊头上升之最小压力) b)置下焊模于工作台面,再放工件于下焊模内。 c)放松机体的锁紧摇手,转动升降手轮,使上焊模与工件之距离大于75mm,扳紧锁紧摇手。 d)双手按下两个下降按钮,使上焊模下降。

超声波焊接机技术原理

超声波焊接机技术原理 超声波焊接机工作原理是:通过物体上下振动,使焊接件伸缩发热熔接。其机械原理是:把电能转化成机械能。当超声换能器产生的能量传送到焊区,由于焊区,即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。由于塑料导热性差,热量聚集在焊区,使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。 一、超声波模治具架设不准确、受力不平均怎么办? 在一般认为超音波作业时,产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的超声波焊接机熔接效果,其实这只是表面的看法,超音波既然是摩擦振,就会产生音波传导的现象. 我们如果单只观察硬件(模治具)的稳合程度,而忽略了整合型态的超音波作业方式,必定会产生舍本逐末或误判的后果,所以在此必须先强调超音波熔接的作业方式是传导音波,使成振动摩擦转为热能而熔接. 这时候超音波模治具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织,必定无法是百分之百承受相同的压力。 另一方面上模(H o r n)输出的能量,每一点都有其误差值,并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言,势必产生产品熔接线熔接程度的差异。所以也就必须作修正,如何修正,那就是靠超音波熔接机本身的水平螺丝,或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。 二、塑料产品材质配合不当? 每一种塑料材质的熔点,各有不同,例如ABS塑料材质的熔点约115℃,耐隆约175℃、PC之145℃以上、PE约85℃为例:ABS与PE二种材质的熔点差距太大,超音波熔接势必困难。而ABS与PC二种材质,亦有差距,但已非前项差距如此之大,是以尚可熔接,但在超音波功率相同,能量扩大相同的情况下,相异的塑料材质,绝无法比相同材质的熔接效果好。 热熔塑胶分析图:

超声波焊接机的工作原理

精心整理超声波焊接机的工作原理 超音波焊接机的工作原理是:? 是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能(即频率超出人耳听觉阈的高频机械振动能),该能量通过焊头传导到塑料工件上,以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟,所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊,也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。? 超声波塑料焊接 1 2 一触发控制信号气压传动系统,气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作,发射超声并保持一定焊接时间去除超声发射继续保持一定压力时间退压,焊头回升焊接结束。 3、超声波发生器 (1)功率较大的超声波塑料焊接机,发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路,使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。 (2)功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器,也具有一定的频率跟踪能力。 4、超声波焊接机使用的声学系统,主要是有换能器和工具头构成的。 一、打开电源无显示? 二、原因:保险丝熔断?

三、解决方法:? 四、1、?检查功率管是否短路? 五、2、?更换保险丝? 六、 七、二、超声波测试无电流显示? 八、原因: 九、1、?功率管烧毁? 十、2、?高压电容烧毁? 十一、3、继电器控制线路部分有故障? 十二、解决方法:更换相关烧毁零件? 十三、 十四、 十五、 十六、 十七、 十八、 十九、 二十、 二十一、 二十二、 二十三、 二十四、 二十五、 二十六、 二十七、 二十八、 二十九、 三十、 三十一、 三十二、 三十三、 三十四、 三十五、 三十六、 三十七、 三十八、 三十九、解决方法: 四十、1、?将急停开关复位? 四十一、2、?检测使两个触发开关能同时触发? 四十二、3、?检测程序板排除故障,一般为IC问题? 四十三、 四十四、六、触发触发开关后,超声时间非常长或者保压时间非常长? 四十五、原因:焊接时间或保压时间波段开关断路? 四十六、解决方法:调整波段开关触点,使之接触良好? 四十七、 四十八、七、触发触发开关后,超声波不能触发? 四十九、原因:

超声波焊接材料

超声波焊接结构汇总

基本术语以及定义: 超声波熔接: 以超声波频率振动的焊头,在预定的时间及压力下,磨擦生热,令塑胶接面相互熔合,既牢固,又方便快捷 说起热塑塑料的可焊接力,不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。 聚合物结构 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度)才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备)才能取得超声波焊接的成功。 聚合物:热塑性与热固性 将单体结合在一起的过程称为“聚合”。聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的,再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化,所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。 熔化温度 聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多. 硬度(弹力系数) 材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来,愈硬的材料其传导力愈强。 超声波焊接常见缺陷及处理办法

超声波的焊接原理及技术

一.超声波应用原理 我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。 波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。 1、超声波在塑料加工中的应用原理: 塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。 2、超声波焊机的组成部分 超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器、气动部分、程序控制部分,换能器部分。发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频(例如20KHZ)的高压电波。 气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。 程序控制部分控制整部机器的工作流程,做到一致的加工效果。 换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动,经过传递、放大、达到加工表面。 3.换能器部分由三部分组成:换能器(TRANSDUCER);增幅器(又称二级杆、变幅杆,BOOSTER);焊头(又称焊模,HORN或SONTRODE)。 ①换能器(TRANSDUCER):换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A:磁致伸缩效应。B:压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用,其优点是可做的功率容量大;缺点是转化效率低,制作难度大,难于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明,使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高,大批量生产等优点,缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间,通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输出的振幅为10μm左右。 ②焊头(HORN):焊头的作用是对于特定的塑料件制作,符合塑料件的形状、加工范围等要求。 换能器、变幅杆、焊头均设计为所工作的超声频率的半波长,所以它们的尺寸和形状均要经过特别的设计;任何的改动均可能引致频率、加工效果的改变,它们需专业制作。耐用根据所采用的材料不同,尺寸也会有所不同。适合做超声波的换能器、变幅杆和焊头的材料有:钛合金、铝合金、合金钢等。由于超声波是不停地以20KHZ左右高频振动的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。 二:超声波工作原理: 热可塑性塑料的超声波加工,是利用工作接面间高频率的摩擦而使分子间急速产生热量,当此热量足够熔化工作时,停止超声波发振,此时工件接面由熔融而固化,完成加工程序。

塑料的超声波焊接技术缺陷与预防

塑料的超声波焊接技术缺陷及预防 目前常用的各种零件焊接方式 1.超声波焊接 2,振动焊接 3,旋转焊接 4,热板焊接 5.感应焊接 6,接触电阻焊接 7,热气焊接 8,挤出焊接 超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最多,最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的焊接工艺,有兴趣的朋友可以自已找资料学习研究和是私下找我商讨也行。 首先,我们一定要真正弄清焊接的原理,只有这样,才能设计出好的焊接结构,才能在这种结构上成为真正的工程师,不然你的所谓经验和资料,都将成为你的绊脚石。 一,焊接的原理: 几乎所有的焊接,都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动,使它们相互扩散,相互缠结。达到相互连接的目的。 如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦,将机械能转化为热能,热能将两焊接面的分子溶解,恢复其活性,

然后在外作用力的辅助下,分子相互缠结来达到焊接目的, 而我们通常用的502胶水,或是其它粘接剂,胶水本是一种高腐蚀的液体,它将焊接面的分子膨涨,恢复其活性,然后在外作用力的辅助下,分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊接就是一个让分子相互缠结的过程。 二,超声焊接剖析: 2.1:超声波焊接设备,相信各位都有见过,还是再来哆嗦一下。如图:

由上图我们不难明白,超声焊的焊接原理: 1,输入低频电 --->? ---?2.通过电源箱变频,转换成高频电输出> 3.通过变压器装置将高电频信号转换成机械振动。原理就和电铃一样,都是电磁场的高频切换来实现,这个就是我们所谓的超声了。--->? ---?4.通过振幅变压器整合振幅> ---?5.输出能量,将焊头引至高频振动> ---?6.焊头将塑胶零件高频摩擦,产生热能。使塑胶熔化。> 7.风压装置同时下压运动.将两零件融合在一起,然后冷却,达到粘结目的。 接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数: 通过电源箱变频后,其输出频率通常在20~50kHZ之间,(20kHZ最常用)其振幅通常在15~60um.也有时候会将其频率调成15Khz.这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料,如大型的PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后,超声会立即停止,通常这个超声过程会在0.5~1.5S内完成。 另外一个要了解的是焊头的材料选择: 总体上来讲,如果是用来超声塑胶,我们一般一般选用质量较轻,强度较好,高耐摩擦,超声传导较优秀的金属材料来制作。如我们通常用的有,钛,铝,或是其它合金。 如果是用来作金属+塑胶嵌件超声,(可参考我的嵌件设计教程:

超声波焊接机原理

东莞协和超声波焊接机原理 Ⅰ、超声波塑料焊接机基本信息 东莞协和超声波塑料焊接机(Ultrasonic plastic welding machine)就是使用超声波熔接技术,对各种热塑性胶件进行焊接处理加工的焊接机器。 在焊接塑料制品时,既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂,也不消耗大量热源,具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此,超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。 东莞协和超声波塑料焊接机类型有:超声波塑焊机、超声波塑料点焊机、塑料玩具焊接机、PP塑料焊接机、ABS塑料焊接机、塑料瓶盖焊接机、电脑键盘焊接机、中空板焊接机、电源适配器焊接机等。 Ⅱ、超声波塑料焊接机工作原理 当超声波作用于热塑性的塑料件接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm 的最佳压力之积。 Ⅲ、超声波塑料焊接机焊接方法 1、熔接法:超声波振动随焊头将超声波传导至焊件,由于两焊件处声阻大,因此产生局部高温,使焊件交界面熔化。在一定压力下,使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。 2、埋植(插)法:螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属,经高速振动,使金属物直接埋入成型塑胶内,同时将塑胶熔化,其固化后完成埋插。 3、铆接法:欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来,可利用超声波铆接法,使焊件不易脆化、美观、坚固。 4、点焊法:利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接,或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上,从而达到点焊的效果。 5、成型法:利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型,当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。 6、切除法:利用焊头及底座的特别设计方式,当塑料工件刚射出时,直接压于塑料的枝干上,通过超声波传导达到切除的效果。 焊接方法图片展示:

超声波焊接线的设计与超声波焊接机的调试

超声波焊接线的设计与超声波焊接机的调试 2009-04-23 09:39 1.强度无法达到欲求标准。当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度,只能说接近于一体成型的强度,而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合,这些配合是什么呢?※塑料材质:ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强,因为两种不同的材质其熔点也不会相同,当然熔接的强度也不可能相同,虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接?我们的答案是绝对可以熔接,但是否熔接后的强度就是我们所要的?那就不一定了!而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波HORN瞬间发出150度的热能,虽然ABS材质己经熔化,但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上,此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度,但ABS材质已解析为另外分子结构了!由以上论述即可归纳出三点结论:1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。3.塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。 2.制品表面产生伤痕或裂痕。在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形:1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面,有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。 解決方法:1.降低压力。2.减少延迟时间(提早发振))。3.减少熔接时间。4.引用介质覆盖(如PE袋)。5.模治具表面处理(硬化或镀铬)。6.机台段数降低或减少上模扩大比。7.易震裂或断之产品,治具宜制成缓冲,如软性树脂或覆盖软木塞等(此项指不影响熔接强度)。8.易断裂产品于直角处加R角。 3.制品产生扭曲变形。发生这种变形我们规纳其原因有三:1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合. 2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m以上. 3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时,从表面看来好像是超音波熔接的原因,然而这只是一种结果,塑料产品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨,那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上,而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔),6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力,去改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg),包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点,那就是从表面探讨变形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是经完成超音波熔接后,就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前,会因导熔线的存在,而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差,而在完成超音波熔接后,却显现成肉眼可看到的变形。解決方法:1.降低压力(压力最好在2kg 以下)。2.减少超音波熔接时间(降低强度标准)。3.增加硬化时间(至少0.8 秒以上)。 4.分析超音波上下模是否可局部调整(非必要时)。 5.分析产品变形主因,予以改善。 4.制品内部零件破坏※超音波熔接后发生产品破坏原因如下:1.超音波熔接机功率输出太

超声波焊接机的组成部分和原理

超声波焊接机的组成部分和原理 超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器、气动部分、程序控制部分,换能器部分。 发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频(例如20KHZ )的高压电波。 气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。 程序控制部分控制整部机器的工作流程,做到一致的加工效果。 换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动,经过传递、放大、达到加工表面。 现在国内应用较多的发生器一般有两种:一种是以美国BRANSON公司为代表,所采用的桥式 功放电路,保护电路采用相位保护,工作频率一般为20KHZ。其优点是电转换效率高,缺点是 频率调节电感调节范围窄,频率跟踪性能较差。另一个缺点是功率不可能做得很大,最大也就是3KW左右;另一种是台湾型机器,普遍采用B类功放、过流保护、桥式反馈。优点是功率可以 做得较大(如4.2KW ),频率跟踪性能好,大功率情况下一般采用15KHZ的工作频率。缺点是 电转化效率较低,15KHZ的工作频率是人耳所能听到的,反映岀噪声较大;另外还有瑞士、德国、日本的采用频率自动跟踪技术的机器。因其价格较高,国内并不常见。 换能器部分由三部分组成:换能器(TRANSDUCER );增幅器(又称二级杆、变幅杆,BOOS TER );焊头(又称焊模,HORN或SONTRODE )。 ①换能器仃RANSDUCER):换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号 转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。 A :磁致伸缩效应。B:压电效应的反效应。磁 致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用,其优点是可做的功率容量大;缺点是转化效率低, 制作难度大,难于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明,使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高,大批量生产等优点,缺点是制作的功率容量 偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载 块将压电陶瓷夹在中间,通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输岀的振幅为10卩m左右。 ②变幅杆(BOOSTER ):变幅杆本身就是一条金属柱,通过形状的设计,可以将换能 ABS、AS塑料所需的加工振幅为20 口左右;尼龙、聚丙稀所需的加工振幅为50呵左右

超声波焊接原理

概述 超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。 简介 超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz 电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料,还可以加工织物和薄膜。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器,换能器变幅杆/焊头三联组,模具和机架。线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下,一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度,振动就会停止,同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上,使刚刚焊接好的部分冷却、固化,从而形成紧密地结合。轨道式振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。在进行轨道式振动摩擦焊接时,上部的工件以固定的速度进行轨道运动——向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能,使两个塑料件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化,运动就停止,两个工件的焊接部分将凝固并牢牢的连接在一起。小的夹持力会导致工件产生最小程度的变形,直径在10英寸以内的工件可以用应用轨道式振动摩擦进行焊接。 焊接原理 超声波焊接原理:超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅。杆决定。这三个量相互作用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积 超声波金属焊接原理: 超声波金属焊接原理是利用超声频率(超过16KHz )的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件施以高温热源,只是在静压力之下,将框框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升.接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接.因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象.超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接.可广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接。

超声波焊接原理

超声波焊接原理及使用 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的 高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量 传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生 局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合 成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近 于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅, 所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值, 能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的 边长与边缘每1mm的最佳压力之积。 焊接方法 1、熔接法:超声波振动随焊头将超声波传导至焊件,由于两焊 件处声阻大,因此产生局部高温,使焊件交界面熔化。在一定压力下,使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。 2、埋植(插)法:螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声 波传至金属,经高速振动,使金属物直接埋入成型塑胶内,同时将 塑胶熔化,其固化后完成埋插。 3、铆接法:欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来, 可利用超声波铆接法,使焊件不易脆化、美观、坚固。 4、点焊法:利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接,或整 排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上,从而达到点焊的效果。

5、成型法:利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型,当塑料凝固 时可使金属或其它材质的塑料牢固。 6、切除法:利用焊头及底座的特别设计方式,当塑料工件刚射 出时,直接压于塑料的枝干上,通过超声波传导达到切除的效果。 影响焊接的因素 其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。 1、聚合物结构: 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化 及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超音 速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度) 和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高 频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度)才能把半 结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定 了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降 低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良 的工作设备)才能取得超声波焊接的成功。 2、熔化温度 聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多. 3、硬度(弹力系数) 材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总 的说来,愈硬的材料其传导力愈强。 4、化学结构 超声粘接是塑胶玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法,但并非所有的塑胶都可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系,一般来讲,非极性化合物(如PP, PE)是很难超声的,极性化合物 是可以超声的,而且极性化合物之间也是可以超声的,如PS与PMMA之间是可以超声的,典型的产品,如望远镜系列,望远镜的 镜片是PMMA的,而镜身可能是PS或者ABS,就可直接把

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