超声波焊接工艺参数
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定1.超声波频率：超声波焊接的频率通常在20kHz至70kHz之间。
不同的频率对焊接结果和效率会有影响。
高频率可以提高焊接效率，但需要用更高的功率和更小的焊接角度。
低频率可以提高焊接强度，但对于小尺寸部件可能不适用。
因此，合理选择合适的频率对于实现理想的焊接效果至关重要。
2.焊接压力：焊接压力是指超声波焊接过程中施加在焊接接头上的压力。
适当的焊接压力可以确保焊接接头良好的接触，同时避免过大的压力引起材料损坏。
一般来说，焊接压力应根据具体的焊接材料和接头形状进行调整，以达到最佳的焊接效果。
3.超声波振幅：超声波振幅是指超声波产生的振动幅度。
适当的振幅可以提高焊接质量和效率。
通常情况下，振幅应根据焊接材料和接头形状进行调整。
过大的振幅可能导致焊接接头变形，过小的振幅则可能无法达到理想的焊接效果。
4.焊接时间：焊接时间是指超声波焊接过程中的持续时间。
焊接时间的设定应根据具体情况来确定。
如果时间过长，可能导致材料热损失过多，焊接效果不理想。
而时间过短，则可能导致焊接接头未能完全熔融，从而影响焊接强度。
5.焊接温度：焊接温度是指超声波焊接过程中产生的热量，它主要取决于材料的熔点和焊接功率。
在超声波焊接中，温度的设定非常重要。
过高的温度可能使材料熔融过度，导致接头的变形和破损。
过低的温度则可能导致焊接效果不佳。
6.超声波功率：超声波功率是指超声波焊接设备产生的电功率。
超声波功率的设定直接影响焊接质量和效率。
过高的功率可能导致材料熔融过度，过低的功率则可能无法达到理想的焊接强度。
因此，合理调整超声波功率对于实现良好的焊接结果非常重要。
7.材料选择：总结：超声波焊接工艺参数的设定是实现理想焊接效果的关键。
合理选择超声波频率、焊接压力、振幅、时间、温度和功率等参数，以及合适的材料选择，可以确保焊接接头的质量和强度。
此外，根据具体的焊接要求和实际情况进行调整和优化，将有助于提高焊接效率和生产效果。
超声波焊接手册
.0《焊接手册》第一册第31章超声波焊接作者齐志扬审者李致焕31.1概述超声波焊是利用超声频率（超过16KH Z）的机械振动能量在静压力的共同作用下,连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法。
金属超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件引入高温热源,只是在静压力下将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及随后有限的温升。
接头间的冶金结合是在母材不发生熔化的情况下实现的,因而是一种固态焊接。
31.1.1工作原理典型的超声波焊接系统见图31-1图31-1超声波焊原理1-发生器2-换能器3-传振杆4-聚能器5-耦合杆6-静载7-上声极（焊头）8-工件9-下声极（焊座）F-静压力V1-纵向振动方向V2-弯曲振动方向由上声极传输的弹性振动能量是经过一系列的能量转换及传递环节产生的,这些环节中,超声波发生器是一个变频装置,它将工频电流转变为超声波频率（15~60KHZ）的振荡电流。
换能器则利用逆压电效应转换成弹性机械振动能。
传振杆、聚能器用来放大振幅,并通过耦合杆上声极传递到工件。
换能器、传振杆、聚能器、耦合杆及上声极构成一个整体,称之为声学系统。
声学系统中各个组元的自振频率,将按同一个频率设计,当发生器的振荡电泫频率与声学系统的自振频率一致时,系统即产生谐振（共振）,并向工件输出弹性振动能。
31.1.3超声波焊的机理（1）超声波焊焊缝的形成主要由振动剪切力、静压力和焊区的温升三个因素所决定。
综观焊接过程,超声波焊经历了如下三个阶段。
摩擦:超声波焊的第一个过程主要是磨擦过程,其相对磨擦速度与磨擦焊相近只是振幅仅仅为几十微米。
这一过程的主要作用是排除工件表面的油污、氧化物等杂质,使纯净的金属表面暴露出来。
（2）应力及应变过程：从光弹应力模型中可以看到剪切应力的方向每秒将变化几千次,这种应力的存在也是造成磨擦过程的起因,只是在工件间发生局部连接后,这种振动的应力和应变将形成金属间实现冶金结合的条件。
超声焊机技术要求
超声焊机技术要求一、设备概要：1.设备功能描述：超声波发生器：具有频率自动跟踪技术；超声波换能器：负载功率容量最高可达4KW；超声波焊头：采用优质进口合金钢，高度耐磨。
工作控制模式：时间模式-控制超声波输出时间；能耗模式-实时检测换能器实部电流，精确控制能量输出；高度模式-机架装配电子尺，精确控制工件焊接后的高度。
焊接参数设置：压力、振幅、焊接时间、焊接能耗、焊后高度、二次超声时间等焊接参数全数字化设定；高级设置-优化焊接曲线，从而改善焊接效果。
作业监控：通过检测焊接时间、实时功率、实时能耗、高度等数据监控焊接品质；设定焊头使用次数，防止由于焊头过度使用影响品质；批次设置-方便统计生产数量。
设备报警功能：超声波过载保护报警、气压保护报警、焊头损坏或安装不正确报警；设备操作界面：触摸屏操作附加除尘吸尘功能，具备焊前焊后厚度检测当极耳层数发生变化时，厚度不一致使设备做出报警作业监控增加数据保留记录，焊头宽度能满足50mm.设备工艺流程图：2.设备主要技术参数：该机型为数位型，单片机+触摸屏控制。
焊接及运行参数全数字调节。
发生器频率20KHz 超声波功率容量3600W电压220V±10%,50/60Hz电流20Amax气压minO. 65Mpa（干燥、清洁空气）气压精度O.OIMpa发生器机箱尺寸（WXHXD）480X600X 170mm发生器机箱重量32Kg机头（发振系统和机架）尺寸（WXHXD）200X510X430mm机头（发振系统和机架）重量60Kg运行行程max20mm电子尺精度0.01mm运行温度5〜50℃工具焊头/ 铁砧/夹具（按实际焊接工艺制做）.机器外观颜色：5Y9/1. 5安全防护装置涂警戒色。
3.设备支持MES系统。
二、设备主要配件标准元器件品牌：1、电器比例调节阀：SMC或同类品牌。
三、提供设备的易损件清单，并配备2套备品备件：四、提供随机附件清单：五、产品规格工艺参数：1.焊接材料：0.3铜镀镇极耳+50层8UM的铜箔；0. 3铝极耳+50层铝16UM的铝箔0. 3锲极耳+0. 3厚的铝极耳。
超声波焊接工艺参数的设定修订稿
超声波焊接工艺参数的设定WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-超声波焊接工艺参数的设定超声波焊接的工艺参数设定包括超声波焊接功率、超声波频率、超声波振幅、超声波焊接压力、超声波焊接时间等。
l. 超声波的频率超声波焊接的工作频率通常在15-40kHz,对低频反应较差的材料,如PvC、PE等可以使用高频进行焊接,这可以减少对材料的损坏。
高频的超声波能量传递集中,对于一些精细的零部件可以使用高频的超声波进行焊接。
超声波焊接时,由于负载的变化会造成超声波设备的失谐现象,使焊接强度下强。
一般情况下,焊接机的工作频率确定后,需要保持声学系保持谐振。
下面的方程可以描述超声波的功率:P=μSnv=-2Aω/π=4usaf式中P超声功率;F静压力;S焊点面积;v相对速度;A振幅;μ一摩擦因数;w为角频率;f为振动频率。
2.超声波振幅在较大的工作频率和振幅下进行焊接,可以减少焊接时问,提高工作效率。
对于不同的材料都存在一个最佳的焊接振幅如表l所示。
超声波焊接20μm的振幅较小,通常建议使用40μm的振幅,因为过大的振幅常会使超声波电源疲劳损坏,所以超声波的振幅要求与超声波电源匹配一致。
3. 超声波焊接时间焊接时间指焊接过程中发出超声波能量的时间。
焊接时间过短,能量不够,并不能造成可靠的焊接结。
随着焊接时间的增加,能使焊件吸收更多的能量,焊接面的温度会提高,焊合面积也会增大,焊接熔深增加,这样焊接强度也会增加[22-24]。
然而,过长的焊接时间,会导致焊接位置材料熔化过多并造成较多的溢料。
这些熔料在焊合区域流动是有方向性的,所以过多的熔料流动会造成强度的下降。
另外,过长的焊接时间会造成焊件温度过高,造成焊件烧化和降解,使焊件表面造成焊痕,造成过焊,使强度下降。
焊接时间过长,能量过多会造成熔化层温度过高,被焊塑料变色、分解、脆化;而且焊接边缘应力集中,焊接表面出现压痕。
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定超声波焊接的工艺参数设定包括超声波焊接功率、超声波频率、超声波振幅、超声波焊接压力、超声波焊接时间等。
l. ?超声波的频率超声波焊接的工作频率通常在15-40kHz,对低频反应较差的材料,如PvC、PE等可以使用高频进行焊接,这可以减少对材料的损坏。
高频的超声波能量传递集中,对于一些精细的零部件可以使用高频的超声波进行焊接。
超声波焊接时,由于负载的变化会造成超声波设备的失谐现象,使焊接强度下强。
一般情况下,焊接机的工作频率确定后,需要保持声学? P=μ式中P2.幅如表l坏,3.随着焊接时间的增加,[22-24]。
的,,使焊件表;而且焊过短和过长都4. 超声波焊接压力超声波焊接压力是指焊接过程中,焊头施加到焊件上的静压力,通过静压力的施加向焊件传递超声波能量。
在超声波焊接中,当焊接时间一定时,压力关系着焊接面形成适合的接触,对强度一个十分关键的因素。
在一定压力范围内,随着压力的增加,焊接的强度会提高。
焊接压力较低时,焊件接触不好,摩擦能不能有效的产生,超声波的能量利用率低。
较低的压力会导致焊接部位熔料较少,无法形成有效焊接。
但焊接压力过大时,会造成熔料流动过快,熔料从焊接部队流出,减少焊头形成所需的熔料凝固偏少,降低焊接强度。
过大的历力会造成摩擦力过大,造成焊件之间的相对摩擦运动减弱,给焊接机造成过大的负载,焊接困难。
焊接压力在尼龙66的超声波焊接过程中,对焊接强度的影响很大。
稍低的焊接压力能使焊接产生较厚的热影响区,这会使更多的分子链、晶粒、纤维走向垂直于焊接界面,提高焊接强度,这些焊接接头在0.66MPa的焊接压力下,焊接强度能达到尼龙66的70%。
焊接压力需要与焊接时间相配合,这样才能获得较佳的焊接度。
Matsuoka[27]研究发现对于玻纤维增强热塑性塑料,保持焊接振幅一定时,增加焊接压力可以减少焊接时间。
5. 搭接长度和固定位置超声波焊接时的搭接长度和夹持固定位置也会影响焊接强度的大小。
超声波焊接工艺参数
超声波焊接工艺参数超声波焊接是一种常见的无损焊接方法，广泛应用于汽车、电子、医疗器械等行业。
在超声波焊接过程中，工艺参数的选择对焊接质量起着至关重要的作用。
本文将介绍超声波焊接中涉及的几个重要工艺参数，并详细阐述其影响和优化方法。
1. 超声波频率超声波焊接的频率通常在20kHz至70kHz之间。
频率的选择受到焊接材料的厚度和焊接部件的尺寸影响。
频率较低时，适用于较大材料的焊接，而频率较高时，适用于较薄材料的焊接。
频率过高或过低都会影响焊接质量，因此需要根据具体情况进行优化选择。
2. 超声波振幅超声波振幅是指超声波振动的幅值大小，通常以微米为单位。
振幅的选择直接影响到焊接接头的强度和焊接速度。
振幅过大容易导致焊接材料破裂，振幅过小则影响焊接质量。
因此，在确定超声波振幅时，需要综合考虑焊接材料的性质和焊接部件的形状。
3. 压力焊接过程中施加的压力对焊接接头的强度和密封性有着重要影响。
压力的选择应根据焊接材料的性质和焊接部件的形状来确定。
一般来说，较高的压力可以获得更高的焊接强度，但过高的压力可能导致焊接材料变形或损坏。
4. 焊接时间焊接时间是指超声波作用于焊接接头的时间长度。
焊接时间的选择应根据焊接材料的性质和焊接部件的尺寸来确定。
时间过短可能导致焊接接头质量不达标，时间过长则容易造成焊接材料过热。
因此，需要通过实验和经验总结来确定最佳的焊接时间。
5. 温度超声波焊接过程中产生的摩擦热会使焊接部件的温度升高。
温度的控制非常重要，过高的温度可能导致焊接材料熔化或变形，而过低的温度则影响焊接质量。
因此，在超声波焊接过程中，需要控制好焊接部件的温度，确保焊接质量。
在超声波焊接过程中，以上工艺参数的选择和优化是确保焊接质量的关键。
合理选择超声波频率、振幅、压力、焊接时间和温度，可以获得良好的焊接接头强度和密封性。
此外，还应注意选择合适的焊接头设计和使用适当的焊接材料，以进一步提高焊接质量。
超声波焊接工艺参数的选择对焊接质量至关重要。
超详细超声波焊接工艺介绍
Branson/Mold-Tech Texture Designation
Branson300 Branson450 Branson600
Pattern Depth
0.003” 0.0045” 0.006”
Energy Director Height
0.005”-0.011” 0.012”-0.017” 0.018” and up
超声波铆接(Staking)
超声波铆接例子
超声波铆接切面
超声波铆接设计要点
塑件设计及孔位大少 柱位下加上弧度
超声波焊接机
手枪超声波焊接机
(Model LPe / LPt)
20KHz---500W/150W
30KHz---500W
40KHz---500W/150W
超声波焊接机的操作（1）
1.调幅器、焊头的螺钉扭紧力矩: 20KHz---50.84N.M 40KHz---7.9N.M
2.换能器、调幅器、焊头的相互扭紧力矩: 20KHz---20.85N.M 40KHz---7.9N.M
发生器(II)
数控式超声波焊接机(2000系列)
– 2000t - 時间模式 – 2000ea - 時间,能量,功率模式 – 2000d - 時间,能量,功率,距离模式 – 2000f - 時间,能量,功率,距离,压力调节模式
驱动器
驱动器－即超声 波焊接机中的机 械活动部分,大 部分为汽动组件
焊头其实为一个半波长的金属,当它传递超声波時 ,产生共振
振幅（Amplitude)
Amplitude Node
焊头的材料
铝合金 钛合金 钢
焊头的表面处理
硬质合金表层 电镀 阳极处理 阳极硬化处理
终端超声波焊接工艺标准
1终端超声波焊接工艺标准1.1 工艺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，它是一种快捷、干净、有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑胶配件，及一些合成构件的方法。
超声波焊接的工件不可拆卸，不能维修重复利用。
超声波焊接机的工作过程是：将电能转化为焊头的高频机械振动，焊头再将振动传递到工件，通过摩擦产生热量融化工件接触位置，完成工件之间的焊接。
1.2 设备和工装要求1.2.1 超声波塑胶焊接设备超声波塑胶焊接设备由气压传动系统、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。
1.2.2 超声波焊接设备的结构超声波塑胶焊接机结构，以某型号样机为例。
(见下图)A.发生器B.控制器C.支架D.换能器E.调幅器F.焊头G.夹具、基座图1超声波塑胶焊接机构造表1常用的超声波焊接设备参数工作平率功率焊接时间保压时间电源工作气压行程20KHz 1000w 0.1-4s 0.1-3s 220V/50Hz0.2-0.7Mpa80mm20KHz 1200w 0.1-4s 0.1-3s 220V/50Hz0.2-0.7Mpa80mm20KHz 1500w 0.1-4s 0.1-3s 220V/50.2-0.780mm1.2.3 设备安装调试说明1.2.3.1 安装准备工作连接好电源，安装好换能器系统，并拧紧固定螺丝。
调整机架高度并拧紧机体固定把手。
观察底座上急停开关是否复位。
连接好气源及电源，并接好地线。
将焊头与二级杆之间的接触面擦拭干净，在两个端面上涂抹少量硅油或黄油，将螺杆拧入焊头一边拧紧，然后将焊头与二级杆这再用螺杆连接，并用板手锁紧。
最后固定好夹具。
1.2.3.2 超声波焊接机参数调节✧振幅档：此旋钮有些机种上没有这个旋钮，其功能是通过调节发生器的输出电压，达到高速输出振幅的目的。
✧气动部分：包括调速器、气压调节旋钮。
调速器用于调节气缸的上、下速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
≥15 30
0.2
1.9
3
16
1
21
1
1
6.6
≥80 197
≥15 66
0.38
3.1
3.8
20
1
超声波焊接工艺参数
序号 焊接示意图 平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1
1
22
1
1
8.4
≥150 201
≥35 51
0.42
3.5
0.18
1.6
2.2
16
2
2
3
2 2
2
≥80 129
≥15 26.9
0.2
1.8
2.3
16
1
4
1 Also on RT
1
2.4
≥130 158
≥25 34
0.23
2.2
2.5
16
超声波焊接工艺参数
序号 焊接示意图
2 2 2
平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
超声波焊接工艺参数
序号
2 2
焊接示意图
平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1
2
2.5
2
≥80 110
15 38
0.22
1.9
2.5
18
实际情况为主
2
2
2
2
2 Also on RT and Epsilon II
1.5
≥80 129
≥15 25
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1 1
8
1
1 1
4
≥130 195
≥25 41
0.28
2.6
3
17
1
1
9
1 1
3.2
≥130 181
≥25 45
0.26
2.4
2.8
17
1
10
1
1
7
≥160 214
≥35 61
0.38
3.4
3.2
20
超声波焊接工艺参数
序号 焊接示意图 平方
19
超声波焊接工艺参数
序号 焊接示意图 平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1
18
2
1
5.5
≥80 118
≥15 25
0.3
3
3.8
20
1
19
2
1
2.5
≥80 122.9
≥15 28
0.22
2.1
3.2
16
1
20
2
1
2.1
≥80 132
平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1
N/A 6.6
15
1
≥35 64
0.39
3.5
3.6
19
1
1
1
1
16
1 1
10.4
≥130 215
≥35 58
0.48
4
4
22
1
1
17
1
1
6.8
≥130 191
≥35 51
0.36
3.4
3.2
3.8
21
1
1
1
1
23
1
10.4
≥150 204
≥35 49
0.48
4.4
4
22
1
1
14
2
2
1.05
≥60 73.8
≥12 19
0.16
1.05
2.2
16
超声波焊接工艺参数
14 序号 焊接示意图 1.05 平方
m㎡
拉力
撕拉力
0.16 WET 时间（S）
1.05 2.2 16 SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
超声波焊接工艺参数
序号
1
焊接示意图
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）
SPW PRS AMP 宽度（mm) 压力（BAP） 振幅（UM）
备注
1
11
1
1
8
≥160 213
≥3
1
1
1
12
1
1
11
≥160 228
≥35 72
0.52
4.5
4.2
22
1
1
13
1
1
8
≥280 356
≥100 114
0.56
4
4
20
2
备注
5
2 2
2
3.5
≥80 113
≥15 38.6
0.26
2.5
2.8
17
2
2 1
2
6
2 2 2
2
4
≥80 123
≥15 28.9
0.28
2.6
3
17
1
7
2
2
1.8
≥80 127
≥15 34
0.2
1.5
2.2
16
Also on RT
超声波焊接工艺参数
序号 焊接示意图 平方
m㎡
拉力
撕拉力
WET 时间（S）