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    超聲波焊接技術

    2022-02-25 16:47

    1.1超聲波焊接定義


    超聲波焊接是利用高頻振動波(大于16kHZ)傳遞到兩個需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間熔合的焊接方法。

    1.2超聲波焊接分類


    按聲波的高頻振蕩能量傳播方向可分為如下兩種基本類型:1)聲波垂直于焊件表面:指超聲波的振動方向與焊接件表面相垂直,適用于塑料焊接;2)聲波切向傳遞到焊接表面:指超聲波的振動方向與焊接件表面相平行,適用于金屬焊接。

    1.3超聲波焊接工藝原理(過程)


    如圖1所示,超聲波焊接分為以下幾個階段: 1)電源輸入220V/50HZ的低頻電能,并通過超聲波發生器轉換為20kHZ或40kHZ的高頻電能;
    2)高頻電能通過換能器轉換為用于超聲波的高頻機械振動能;
    3)轉換后的超聲波機械能由調幅器負責進行整合并傳遞到焊頭,最終通過焊頭傳至待焊塑料件;
    4)超聲波機械能從上模待焊件傳到焊接面,塑膠分子之間因摩擦而產生熱量,最終熔化塑料件;
    5)氣壓裝置同時下壓運動,將上下待焊件壓合到一起,并保持一定時間進行冷卻,最終達到焊接目的。


    1.4超聲波焊接設備


    1)超聲波塑料焊接機由于使用場合及焊接材料、焊接尺寸不同,其規格也各不相同,其輸出功率從手持超聲波焊接機的幾十瓦到大型焊接機的幾千瓦,而頻率一般在15KHz到40KHz范圍內;
    2)如圖,常見的超聲波焊接設備有分體式、一體式和手持超聲波焊接器幾種,其主要由氣壓傳動系統、控制系統、發生器、換能器、調幅器、焊頭和機械裝置幾部分組成。
    手持式超聲波焊接機超聲波焊接機
    手持式超聲波焊接機                                 一體式超聲波焊接機

    1.5超聲波工藝參數
     

    超聲波焊接的主要工藝參數有超聲波頻率、超聲波振幅、焊接壓力、焊接時間和保壓時間。
    1)焊接頻率:超聲波焊接機都有自己固定的頻率,頻率越大,能量越大,常用的頻率有20KHz、30KHz、40KHz幾種;
    3)焊接振幅:不同的超聲波頻率與換能器表面振幅的對應關系為:20KHz=0.02mm;30KHz=0.015mm;40KHz=0.01mm;
    4)焊接壓力:可通過壓力裝置調整,壓力越大,能量越大;
    5)焊接時間:可通過控制系統調整,時間越大,能量越大;
    5)保壓時間:保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間,時間越長,形成的焊點越穩定。


    1.6超聲波焊接特性


    1)優點:①節能環保;②成本低、效率高,易實現自動化生產;③焊接速度快、焊接強度高;④焊點美觀,可實現無縫焊接,防潮防水,氣密性好;
    2)缺點:①對于焊接工件的材料有限制(熔點相近);②不可焊接面積較大的產品;③超聲波對人體聽力有危害,需配備防護措施;

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