防水板超声波焊接
超声波焊接在防水产品中的应用及设计优化
超声波焊接在防水产品中的应用及设计优化超声波焊接是一种常用的塑料焊接方法，通过高频振动产生的热量使塑料表面达到熔融状态，然后迅速冷却固化，从而实现塑料的焊接。
相比传统的热板焊接方法，超声波焊接具有操作简单、焊接速度快、焊接强度高等优点，因此被广泛应用于防水产品的生产中。
在防水产品中，超声波焊接主要应用于塑料材料的焊接。
防水电缆接头可以使用超声波焊接将电缆和接头部分的塑料材料进行永久性连接。
防水手机壳、防水手表、防水浴帘等产品也可以利用超声波焊接技术将塑料零件进行焊接，从而提高产品的防水性能。
在设计优化方面，超声波焊接的焊接强度主要受到以下因素的影响：1. 焊接参数：超声波焊接时，振动频率、振动幅度和焊接时间等参数会直接影响焊接质量。
设计优化时需要根据材料类型、厚度和形状等考虑合适的焊接参数，以达到较高的焊接强度。
2. 材料选择：不同类型的塑料材料对超声波的敏感程度不同，因此在设计防水产品时应选择适合超声波焊接的材料。
需要考虑材料的耐热性、耐腐蚀性和柔韧性等性能，以适应产品的使用环境。
3. 设计结构：优化产品的设计结构可以提高焊接的强度。
在接头部分增加凸缘或槽口结构可以提高焊缝的面积和接触面，从而增加焊接强度。
合理设计产品的接口形状和尺寸，确保焊接时的贴合度也是设计优化的要点。
4. 焊接工艺：超声波焊接的工艺稳定性对焊接强度有很大影响。
在设计防水产品时，需要考虑焊接机器的稳定性和一致性，以及操作人员的技术水平。
合理选择适应产品尺寸和形状的焊接模具也是重要的设计优化方向。
超声波焊接在防水产品中有广泛的应用，其焊接强度受到多种因素的影响。
通过优化焊接参数、选择适应焊接材料、设计合理的结构和工艺，可以提高焊接的质量和强度，从而提高防水产品的可靠性和耐用性。
隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法
隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法一、前言隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法是一种高效、准确且可靠的隧道防水板施工工艺。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以全面展示该工法的优势和实际应用。
二、工法特点该工法采用机械辅助铺设和超声波焊接技术，具有以下特点：1. 高效快速：机械化操作能够提高施工效率，大幅减少人力投入和工期，缩短施工周期。
2. 准确精细：通过机械设备和超声波焊接技术，能够实现防水板的精确铺设和紧密连接，确保施工质量。
3. 可靠耐久：采用专业机具设备和优质防水板材料，保证施工质量，提高防水效果和使用寿命。
4. 安全环保：减少人工操作，降低劳动强度和施工风险，符合安全生产标准，降低施工产生的环境污染。
三、适应范围该工法适用于各类隧道工程，特别适合对防水要求高、工期紧迫的隧道项目。
可广泛应用于铁路、地铁、公路、水利等领域的隧道工程。
四、工艺原理该工法通过将机械辅助铺设和超声波焊接技术相结合，实现隧道防水板的高效铺设和连接。
1. 机械辅助铺设：使用专业机械设备，如防水板铺设机、压力机等，将防水板精确铺设于隧道墙壁或顶板上。
2. 超声波焊接：利用超声波振动产生的热能，将防水板相互连接，以形成连续、紧密的防水层。
五、施工工艺（略）六、劳动组织在施工过程中，需要组织合理、协调配合各项工作，确保施工进度和质量。
1. 设立专门的施工组织机构，明确各个部门的职责和任务。
2. 分工合作，确定施工人员的数量和岗位布置。
3. 充分培训施工人员，确保其熟悉工法要求和操作技能。
4. 定期进行施工现场会议，及时解决问题和协调工作。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括：1. 防水板铺设机：用于自动化铺设防水板，具备稳定性和精确度。
2. 压力机：用于将防水板与隧道墙壁或顶板接触紧密。
超声波焊接在防水产品中的应用及设计优化
超声波焊接在防水产品中的应用及设计优化随着科技的发展，超声波焊接技术在工业生产中得到了广泛的应用。
在一些特殊的领域中，比如防水产品的制造中，超声波焊接技术更是发挥着重要的作用。
本文将针对超声波焊接在防水产品中的应用及设计优化进行探讨，希望能为相关领域的从业者提供一定的参考。
1. 超声波焊接技术超声波焊接是利用超声波在焊件表面产生的振动来达到焊接目的的一种焊接技术。
它是利用超声波的振动传递到焊接件的焊接面上，使焊接面发生相对振动，经过短暂的时间产生的摩擦使得焊接面的温度升高，从而实现焊接。
超声波焊接具有焊接速度快、焊接强度高、热影响区小等优点，因此在防水产品的生产中得到了广泛应用。
2. 防水产品的超声波焊接应用随着人们对产品防水性能的要求越来越高，防水产品的生产也成为了一个重要的领域。
例如手机壳、手表表带、防水袋等产品，都需要通过焊接来保证其防水性能。
超声波焊接技术正是在这些产品的生产中得到了广泛的应用。
利用超声波焊接技术，可以在不损坏产品外观的情况下，将产品的零部件焊接在一起，从而保证产品的防水性能。
超声波焊接具有焊接速度快、适用范围广、焊接强度高等特点。
在防水产品的生产中，正是这些特点使得超声波焊接技术得到了广泛的应用。
在手机壳的生产中，超声波焊接可以快速且精确地焊接产品的零部件，从而保证产品的完整性和防水性能。
而且，超声波焊接技术可以减少产品在生产过程中的热变形和热影响区，从而提高产品的质量和稳定性。
1. 材料选择优化在防水产品的生产中，材料的选择是至关重要的。
为了保证产品的防水性能，需要选择适合超声波焊接的材料。
一般来说，熔点低、导热性好、具有一定硬度和韧性的材料更适合超声波焊接。
在设计防水产品的时候，需要充分考虑材料的选择，以便更好地实现超声波焊接。
2. 结构设计优化在设计防水产品的零部件结构时，需要充分考虑超声波焊接的特点，合理设计焊接接头的形状和位置。
避免设计过大的焊接接头，以免影响产品的外观和防水性能。
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术作者：丁树东来源：《科技视界》2019年第20期【摘要】防水板施工是隧道防排水的关键工序，传统采用的热熔焊接施工不仅施工效率低、外观难以保证、而且焊接人员的操作水平及经验有较高的要求，施工质量难以保证。
现如今越来越多的防水板施工采用超声波焊接机进行焊接施工，本文主要研究隧道工程中利用超声波焊接机焊接防水板的施工技术和质量控制要点。
【关键词】防水板;超声波焊接;质量控制中图分类号： U453.6 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）20-0210-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.20.0971 超声波焊接介绍1.1 工艺特点超声波焊接是利用超声波在聚合物材料中产生机械功，机械功的表现方式是高聚物分子因振动而引起连续受压和解压，这部分机械功是以热能的表现形式出现，持续的高频应变应力荷载以及较低的热传导率使应力应变集中区的材料温度迅速升高，再施加适当的压力使防水板瞬间熔融接合。
1.2 与传统热熔焊接对比传统防水板焊接采用电热压焊器热熔焊接工艺和吊带挂设工艺，电热压焊器热熔焊接受防水板、热熔垫片熔点影响较大，采用该工艺施工作业人员难以把握防水板热熔时间和压焊力度，使得防水板频频出现焊焦、焊穿、焊接不牢等焊接质量通病。
吊带挂设经同类隧道施工发现，该施工工艺常因防水板无法与围岩密贴，经常出现二衬厚度不足或背后脱空、不密实等现象。
超声波焊接经对比其他方式主要优势：不需焊剂和外部加热，对焊件损伤小、焊接时间短、焊接强度和残余变形小等优点，且超声波自动焊接机自动化程度较高，减少了人力资源的使用。
超声波焊接对传统热熔焊接相比，超声波焊接机不需预热，开机即可进行焊接。
经过查询相关文献，超声波焊接机设备使用寿命长，焊接成本仅为电热压力焊枪成本的7.5%，具有相当大的成本优势。
焊接出的焊点外观质量较好，不会出现传统热熔焊接出现的焊焦、焊穿、焊接不牢等质量通病，实际使用效果好，也避免了焊接时出现焊点破损从而进行修补的现象。
隧道防水板机械辅助安装及超声波焊接施工工艺.
工艺原理
• 防水板铺设机具组成：作业台架、机械臂 （带限位装置）、超声波焊接仪、自动爬行热 合器等。 • 铺设时，机械臂带防水板卷筒自隧道一侧 拱脚为起点绕轴转动，使防水板卷筒贴近隧道 内壁滚动，挂板作业人员及时使用超声波焊接 机使与基层热熔垫圈热熔固定。
带机械臂防水板台架 限位传感器
超声波焊接机理
焊 枪
•由超声波发生器产 生20kHZ～35kHZ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，加于防水 板上。
控制面板
数据线接口
发生器
焊接作业要点
•一手持超声波焊枪，一手顶压防水板，保证 防水板和垫圈密贴；超声波焊枪与防水板面垂 直，再适度用力压紧并按下开关，熔化防水板， 焊枪端头压入防水板约0.5mm持续时间3～4秒， 完成焊接。保持一定的压力待焊点冷却3s，可 保证焊接质量。
1
2 3 4 5 6 7
超声波焊接机
射钉枪或铁锤 防水板铺设台架 自动爬行热合机 热风枪 冲击电钻 防水板专用支撑杆
自制
可调节 自制
2
2 1 1 2 1
防水板焊接
打入钢钉
防水板搭接 焊缝修补 钻定孔位 支撑防水板
万向调节
6
8
气密性检测仪
1
工艺改进设想
• 超声波焊枪增加压力传感装置，便于力度控 制； • 改进适用面较小的防水板机械臂辅助铺设为 自行式土工布、防水板全环铺设平台。
隧道防水板机械辅助铺设 及超声波焊接施工工艺工法
汇报提纲
工艺概况、原理
工艺特点、适用范围
工艺流程及操作要点
资源配置
工艺改进设想
工艺概况
• 传统的隧道防水板铺设时，固定点均采用 电热压力焊接工艺或吊带挂设工艺,易造成焊 焦、焊穿、焊接不牢固, 二衬背后脱空等通病。
超声波焊接与电烙铁焊接工艺优缺点统计
超声波焊接与电烙铁焊接工艺的优缺点超声波焊接：
优点：1、防水板超声波焊接机体积小，不占空间；操作简单，携带方便，即插即用。
2、超声波焊机不向工件引入高温热源只是在静压力及弹性振动能的配合浸染下，将机器动能转酿成工件间摩擦功形变能和随之而发生的温升，使用安全，工作稳定可靠。
3、工作效率高、焊接牢固、无污染、环保又节能。
缺点：1、静压的时间与静压力量不好掌握，静压时间过长容易出现焊穿与出现熊猫眼现象。
静压时间稍短，又达不到焊牢的作用。
采用垫隔热纸后，能很好的解决焊穿与出现熊猫眼现象，但是垫隔热纸后热熔垫圈透光性不好，容易焊偏。
电烙铁焊接：
优点：1、采用垫隔热纸（必需）焊接，一个热熔垫圈只需焊接一次，焊接稳定牢固。
缺点：1、电烙铁焊枪使用前需预热25分钟左右，耽误时间。
2、电烙铁温度过高，使用时一般都达到了350℃以上，操作不当也很容易焊穿防水板。
3、挂板平台上防水板与土工布都是易燃材料，电烙铁放置不当极易发生火灾。
4、工作时间稍长，焊柄发热烫手，工人操作不便。
防水板超声波焊接工艺技术交底
防水板超声波焊接工艺技术交底1.编制依据高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建立[2021]241号)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753—2021)铁路混凝土工程施工技术指南(铁建立[2021]241号)铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424—2021)成贵铁路设计文件资料及建立单位下发相关文件要求。
2.工艺流程防水板超声波焊接施工工艺流程图3.作业要点3.1.防水板铺设前基面处理在铺设防水层之前应对基面〔初期支护外表〕的渗漏水、外露的突出物及外表凹凸不平处进展检查处理。
1〕渗漏水处采用注浆堵水或排水盲管、排水板等将水引入侧沟，保持基面无明显渗漏水。
2〕对于基面外露的锚杆头、钢管头、钢筋头、等突出物局部，先切断后用锤铆平，抹砂浆。
3.2.防水板的铺设准备1、洞外检验防水板及土工布材料质量。
2、铺设防水板的专用台车就位。
3、铺设前进展准确放样，进展试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。
4、在铺设基面标出拱顶线，画出每一环隧道中线及垂直隧道中线的横断面线。
3.3.土工布铺设1、铺设土工布时先在隧道拱顶部位标出纵向中线，并根据基面凹凸情况留足充裕量，宜由拱部向两侧边墙铺设。
2、用射钉将热塑性垫圈与土工布平顺地固定在基面上〔示意见以下图〕，固定点间距宜为拱部0.5～0.8m、边墙0.8～1.0m，呈梅花形排列，基面凹凸较大处应增加固定点，使土工布与基面密贴。
3、土工布接缝搭接宽度不得小于5cm。
一般仅设环向接缝，当长度不够时，设轴向接缝应确保上部〔靠拱部的一张〕应用下部〔靠底部的一张〕土工布压紧，并使土工布与基面密贴，铺设的土工布应平顺，无隆起，无褶皱。
热塑性垫圈固定土工布示意图3.4.防水板铺设1、防水板的铺设应采用专用台架从拱部向两侧边墙悬挂进展。
本隧道进洞方向为上坡，环向焊缝施工时必须由下坡方向防水板压住上坡方向的防水板，〔纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板〕，铺设松紧应适度并留有余量。
004隧道防水板超声波焊接技术交底
度大于15cm，焊缝为三条。
（2）热熔垫片位置准确，拱部间距为0.5～0.8m，边墙间距为0.8～1m。
三、施工程序与工艺流程3.1 施工工艺流程作业准备→铺设土工布→固定热熔垫片→铺设防水板→超声波焊接防水板和垫片→爬焊机焊接防水板接缝→检查破损情况→补救措施3.1.2 工艺流程见图：四、施工要求4.1 作业准备人员机具到位，隧道初支面凹凸不平的部位使用电镐凿平，露出的钢筋头使用角磨机切割，避免刺破土工布及防水板。
初期支护表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷射混凝土或砂浆对基面进行找平处理。
初期支护表面平整度应符合D/L≤1/10的要求（D 为初期支护基面相邻两凸面凹进去的深度；L为基层相邻两凸面间的距离，且L≤1m）。
初支表面处理示意图4.2 铺设土工布及固定热熔垫片4.2.1 铺设土工布人工配合防水板铺挂台车进行土工布铺设，土工布之间采用搭接法进行连接，搭接宽度为5cm，搭接缝部位使用射钉枪配热熔垫片固定。
土工布从边墙搭接处向拱顶开始铺设，土工布铺设时应与初支面密贴。
4.2.2 热熔垫片安装（1）固定卡具采用铝合金制作，根据设计及规范要求加工矩形框尺寸。
（2）卡具定位首先由技术人员测量放样出一条基准线，由作业人员根据确定的基准线，用固定卡具定位出热熔垫片的位置并进行标记，通过已标记定位点定位出其余热熔垫片位置，下一幅施工按照上一幅已完成的定位点为基准进行定位。
具体详见《热熔垫片定位卡具操作步骤示意图》。
热熔垫片定位卡具操作步骤示意图（3）安装热熔垫片根据标记的位置由另一名作业人员进行热熔垫片安装。
热熔垫片安装完成后，必须检查热熔垫片有无遗漏，有遗漏的及时补设。
技术参数：额定电压：190~230V（电源电压在额定电压范围内）额定频率：50/60HZ 额定功率：800W 频率：20KHZ 焊接时间：0.01~9.99S 外形尺寸：360×230×140mm 整机重量：8KG通过固定尺寸的卡具，控制热熔垫片的间距，布置线性规范，确保了定位的准确。
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1、将电缆的一端接到发振筒上输出控制电缆接头，另一端接到电箱背面的输出控制电缆插座上，并旋紧。
2、将焊头的连接面擦净，连接在发振筒的换能器上，并用扳手锁紧。注意：连接时，必须确保焊头与换能器间两个连接面吻合，并锁紧。不可因连接螺丝过长或滑牙无法锁紧的现象，否则产生声波传递不畅而导致本机损坏。
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技术交底书
JL—CX—7—05—05
交底单位：中铁十三局宝兰客专2标二工区项目部编号：
工程名称
麦积山隧道1#斜井
受控编号
主送单位
衬砌班
日期
接收单位
接收人
3、装卸焊头时必须使用两支扳手将焊及换能器分别卡住，不得只卡其中一个部分锁紧或装卸，以免导致手提发振筒的损坏。
4、检查1、2点安装妥当后，将电源线插座插在外接电源插座上，并扳动电源开关，这时电源指示灯亮。
5、轻压声波控制开关，这时能听到声波传递到焊头时焊头发出的“吱吱”声，说明本机工作正常，即可投入使用。
6、机在工作出现异常时，切勿私自拆开设备，请通知供货商或将设备寄到生产商检查维修。
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5、焊接作业人员应固定，不得随意变动，如必须变动时，要进行培训，并经考核合格后方可进行作业。
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工程名称
麦积山隧道单位
接收人
交底内容：防水板超声波焊接
一、手持式超声波焊接原理：
手持式超声波焊接机原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、28千赫兹电能。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调幅器装置传递到焊头。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。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。
3、为确保防水板安装牢固，需在垫片范围内，焊接至少4个点。
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技术交底书
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交底单位：中铁十三局宝兰客专2标二工区项目部编号：
工程名称
麦积山隧道1#斜井
受控编号
主送单位
衬砌班
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接收人
4、每批材料使用前必须进行焊接时间试验，以确保焊点不假焊、焊漏。
工程名称
麦积山隧道1#斜井
受控编号
主送单位
衬砌班
日期
接收单位
接收人
7、将焊头对准防水板垫片处，顶紧，轻压控制开关，焊接2至4秒钟，将关闭开关，焊接完毕。
8、应根据焊接效果，逐渐调整焊接时间，确保焊接中，不发生虚焊、焊漏等现象。
三、注意事项：
1、施工过程中，应注意用电安全；不得私拉滥接电线。
2、由于在台架上进行焊接作业，属于高空作业，必须做好临边防护及劳保用品的正确佩戴及使用。