超声波焊接原理【深度解析】
焊缝超声波探伤原理
焊缝超声波探伤原理
焊缝超声波探伤是利用超声波的传播和相互作用原理来检测和评估焊缝中的缺陷和杂质。
超声波是一种高频机械波，具有传播距离远、穿透性好和对被测材料无损伤的特点。
在焊缝超声波探伤过程中，超声波传播到焊缝区域时，其中的能量会发生转换，一部分能量被反射回传感器，另一部分能量经过焊缝进入焊接材料内部继续传播。
当超声波遇到焊缝中的缺陷或垂直于超声波传播方向的杂质时，会发生反射或散射，这些反射或散射波会被传感器接收并转换成电信号。
根据接收到的电信号，可以分析焊缝中的缺陷类型、大小和位置，以及评估焊缝的质量和可靠性。
常用的超声波探伤方法有脉冲回波法和全景扫查法。
在脉冲回波法中，通过发射短脉冲超声波来激励焊缝区域，接收并记录回波信号。
根据回波信号的时间延迟和振幅变化，可以确定焊缝中的缺陷位置和大小。
全景扫查法是一种全面检测焊缝的方法，可以将焊缝区域划分为多个小区域，逐个扫描并记录每个小区域中的回波信号。
通过综合分析所有小区域的回波信号，可以获得焊缝的完整图像，并对缺陷进行全面评估。
总的来说，焊缝超声波探伤利用超声波在焊缝中传播、反射和散射的特性，通过接收和分析回波信号来检测和评估焊缝的质
量。
这种方法是一种无损检测技术，可以提高焊接质量并确保焊缝的可靠性。
超声波焊接机原理是什么
超声波焊接机原理是什么
超声波焊接是一种利用超声波振动引起的材料分子间的摩擦产生热量来实现焊接的方法。
其基本原理是通过将电能转化为超声波能，然后将超声波能转化为机械振动能，再通过焊接头传递给被焊接的材料。
具体来说，超声波焊接机中通常包含一个压头和一个换能器。
换能器将电能转化为超声波能，在超声波振动的作用下，焊接头不断地压在需要焊接的材料上。
由于焊接头的振动频率非常高（通常在20kHz以上），使焊接头在短时间内产生大量的微小振动，这种振动将会产生摩擦。
焊接头的振动能量被转移到焊接材料上，使材料表面分子不断地发生碰撞和摩擦，导致材料温度升高。
当材料温度升高到足够高时，材料变软，分子间的结合力变弱，焊接头的压力使材料表面分子之间发生扩散和交联，从而实现焊接。
总的来说，超声波焊接机利用超声波的振动引起的材料分子间的摩擦产生的热量，使材料表面温度升高，从而实现焊接。
这种焊接方法具有速度快、操作简单、能耗低等优点，在工业生产中得到广泛应用。
超声波焊接机的工作原理
超声波焊接机的工作原理超声波焊接机是一种常见的焊接设备，它利用超声波的能量来实现材料的焊接。
下面将详细介绍超声波焊接机的工作原理。
1. 超声波发生器：超声波焊接机的核心部件是超声波发生器。
超声波发生器通过电能转换为高频机械振动，产生超声波能量。
2. 换能器：超声波发生器通过换能器将电能转换为机械振动能量。
换能器通常由压电陶瓷材料制成，当电流通过陶瓷时，它会振动并产生超声波。
3. 振动系统：振动系统由换能器、振动焊头和振动块组成。
换能器的振动能量通过振动焊头传递给要焊接的材料。
4. 焊接部件：超声波焊接机通常有两个焊接部件，分别是焊头和焊座。
焊头是固定在振动系统上的，它将超声波能量传递给焊接材料。
焊座是用于支撑和固定被焊接材料的部件。
5. 焊接过程：当超声波能量传递到焊接材料时，它会产生摩擦和热量。
焊接材料因为受到振动的作用而变软，形成塑性状态。
在振动的同时，焊接材料的分子间结合力也会发生改变，使得两个焊接部件在高温和高压的作用下形成牢固的焊接接头。
6. 控制系统：超声波焊接机还配备了控制系统，用于控制焊接过程的参数，如振动频率、振幅、焊接时间等。
控制系统可以根据不同的焊接要求进行调整，以确保焊接质量和效率。
超声波焊接机的工作原理可以简单总结为：通过超声波发生器产生高频机械振动能量，换能器将电能转换为机械振动能量，振动系统将能量传递给焊接部件，焊接部件产生摩擦和热量，使得焊接材料形成牢固的焊接接头。
超声波焊接机具有焊接速度快、焊接质量高、不产生污染等优点，广泛应用于塑料、金属、纺织品等行业。
它被广泛应用于汽车制造、电子设备制造、医疗器械制造等领域，为各行各业的生产提供了高效、可靠的焊接解决方案。
超声波焊接
焊接过程
1）焊头对塑料表面施压 2）焊头每秒20000到40000次振动 3）振动产生摩擦热使材料融化粘接
焊接类型
• 埋植：埋植指的是焊头在压力下将金属零件挤 入塑料孔内
• 铆焊：铆焊法指的是振动的焊头压制物品的突起处 使其热熔为铆钉状，从而使两物体机械铆合
• 点焊：点焊指的是对于焊线不易设计的物体进 行分点焊接，可达到熔接效果。
超声波焊接
超声波焊接
• 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。
• 超声焊接需要包含超声波发生器、转换器、升压器、焊具等部件。
一、超声波焊接原理
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。
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，将需要焊接的部件区域熔化。超声波不仅可以被用来焊接金属、硬热塑性塑料，还 可以加工织物和薄膜等。本篇文章主要介绍金属和塑料的焊接。
1）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。
（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、打开电源无显示原因：保险丝熔断解决方法：1、检查功率管是否短路2、更换保险丝二、超声波测试无电流显示原因：1、功率管烧毁2、高压电容烧毁3、继电器控制线路部分有故障解决方法：更换相关烧毁零件三、起声波测试电流偏大、过载原因：1、焊头没锁紧或有裂纹2、若不带焊头，电流大，此换能器或二级杆老化或有裂纹二、3、功率管特性有变异或烧毁4、功率放大电路部分有故障解决方法：更换相关零件四、焊接时电流偏大、过载原因：1、气压偏高2、焊头过大，冲击电流大3、触发压力高，延迟时间长4、二级杆变比偏高解决方法：1、调低气压2、使用较大功率机型3、调低触发压力，减少延迟时间三、4、换用低倍数二级杆五、触发触发开关焊头不落原因：1、急停开关未复位2、触发开关不能同时触发或其中一个接触不良3、程序控制板有问题解决方法：1、将急停开关复位2、检测使两个触发开关能同时触发3、检测程序板排除故障，一般为IC问题六、触发触发开关后，超声时间非常长或者保压时间非常长原因：焊接时间或保压时间波段开关断路解决方法：调整波段开关触点，使之接触良好七、触发触发开关后，超声波不能触发原因：1、压力触发开关损坏2、程序板有问题解决方法：1、更换压力触发开关或小弹簧2、检测程序板排除故障，一般为IC问题四、一、超声波金属焊接机的工作原理：当超声波发生器施加功率于换能器，换能器的振动通过变幅杆得到机械振幅放大，并传到工具头；强烈的超声振动力在垂直压力作用下加到被焊物上，使两金属间产生高频摩檫。
超声波焊接机的工作原理
超声波焊接机的工作原理超声波焊接机是一种常用于金属和塑料焊接的设备，它利用超声波振动将工件加热并连接在一起。
以下是超声波焊接机的工作原理的详细解释。
1. 超声波发生器：超声波焊接机的核心部件是超声波发生器。
它产生高频的电信号，并将其转换为机械振动。
2. 换能器：超声波发生器的电信号被传递到换能器上。
换能器是由压电陶瓷材料制成的，能够将电信号转换为机械振动。
换能器的振动频率通常在20kHz到70kHz之间。
3. 振动焊头：换能器产生的机械振动通过焊头传递给工件。
焊头通常由钛合金制成，具有良好的导热性和机械强度。
4. 压力系统：超声波焊接机通过压力系统将工件保持在一定的压力下。
这有助于确保焊接的质量和稳定性。
5. 聚焦角：焊头的设计通常具有特定的聚焦角度，以确保超声波能够集中在焊接区域。
聚焦角度的选择取决于工件的材料和形状。
6. 界面磨擦：焊接过程中，焊头施加在工件上的压力会产生界面磨擦。
这种磨擦会产生热量，使工件表面温度升高。
7. 塑性变形：由于焊头的振动和界面磨擦，工件表面的温度升高，材料开始软化。
在一定的压力下，工件开始发生塑性变形。
8. 熔融：随着温度的升高和塑性变形的发生，工件表面的材料开始熔融。
熔融的材料填充在焊接区域，并与另一工件表面的熔融材料相互融合。
9. 冷却固化：焊接完成后，焊接区域的温度会逐渐降低。
熔融的材料会在冷却过程中固化，形成坚固的焊接点。
超声波焊接机的工作原理基于超声波的机械振动和界面磨擦产生的热量。
它可以实现快速、高效、无污染的焊接过程，适合于各种金属和塑料材料的连接。
超声焊的原理和应用
超声焊的原理和应用1. 超声焊的原理超声焊是一种非常常用的焊接方法，它利用超声波振动产生的热量来进行材料的焊接。
超声波在振动时可以产生黏合热，并且可以在焊接接触点处产生局部加热。
这种焊接方法具有以下原理：•超声波振动效应：超声波是指频率高于人耳可听到的20kHz的声波。
超声波振动时，会在材料的接触面产生剧烈的摩擦和振动，从而产生热量。
•界面结构变化：超声波振动会使得焊接材料的界面结构发生变化，从而增加了焊接接触面积，并且形成了更好的焊接接触。
•塑性变形：超声波振动会在焊接接触点附近产生塑性变形，从而使金属在一个小的区域内发生细微的形变。
•扩散效应：超声波焊接时，焊接接触点的原子会因为振动而发生扩散，从而增加了材料的结合力。
2. 超声焊的应用超声焊具有广泛的应用领域，特别是在电子、汽车、塑料等行业中经常使用。
以下是一些超声焊的应用情况：2.1 电子领域超声焊在电子领域中被广泛应用于电子元件的连接和封装。
例如：•电缆连接：超声焊可以用于连接电缆与插头，实现可靠的电气连接。
•电池制造：超声焊可以用于电池的连接，提高电池的性能和寿命。
•电子元件封装：超声焊可以用于电子元件的封装，保护电子元件免受外界环境的影响。
2.2 汽车工业超声焊在汽车工业中广泛应用于汽车零部件的制造和组装。
以下是一些超声焊在汽车工业中的应用：•汽车灯具制造：超声焊可以用于汽车灯具的焊接和封装，确保灯具的可靠性和密封性。
•汽车仪表盘制造：超声焊可以用于汽车仪表盘的焊接，提高仪表盘的稳定性和耐用性。
•汽车内饰件制造：超声焊可以用于汽车内饰件的焊接和组装，提高内饰件的牢固度和整体质量。
2.3 塑料加工超声焊在塑料加工领域中被广泛应用于塑料制品的生产和加工。
以下是一些超声焊在塑料加工中的应用：•塑料零件制造：超声焊可以用于塑料零件的焊接和组装，提高零件的耐用性和结构稳定性。
•塑料包装材料制造：超声焊可以用于塑料包装材料的焊接和封装，确保包装材料的密封性和保鲜性。
超声波焊接的原理及应用(5分钟精简版)
融塑料凝固从而使被
焊产品连接在一起。
内容提要
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基本概念 焊接机理 应用方法
应用场合
总结展望
超声波焊接的机理
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
LOGO
超声波焊接技术
内容提要
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基本概念 焊接原理 应用方法
应用场合
注意事项
超声波焊接的基本概念
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。
超声波焊接的基本概念
过程：在超声波振动
能的作用下,焊接线首
和手机吊带的焊接、一次打火机外壳。
超声波焊接的应用
汽车PC转向灯和PMMA/ABS反射器灯具
超声波焊接的应用
汽车炮筒式仪表
超声波焊接的应用
聚合物微器件的超声波焊接键合
超声波焊接的应用
燃气表装配工艺的改进
内容提要
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基本概念 焊接原理 应用方法
应用场合
注意事项
超声波焊接的注意事项
5.1 热阻要达到工件的熔点
5.2 两种工件一定要可熔接 5.3 接缝面积有一定的要求 5.4 超声波焊接机输出功率要衡定 5.5 走出超声焊接机种误区（并不是功率越大 越好） 5.6 超声波焊头结构需要严格检验
LOGO
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，有些许保压时间，使其凝固成型，这
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超声波焊接原理
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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，
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。
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