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超声波焊机焊接方法、熔接原理等知识大全


发布时间:2019-04-02       作者:

超声波焊机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。对于超声波焊机,贤集网小编为大家讲解一下内容,包括:超声波焊机焊接方法、熔接原理、应用范围、使用注意事项、超声效应、参数及调节方法、组成部分。 

我司专注超声波焊接设备、超声波模具生产和销售领域,公司产品以各类超声波焊接机、振动摩擦机、红外线焊接机、热熔热板机、超声波模具为主,公司拥有有加工中心、精密雕刻机、车床、铣床等生产加工设备,可更好的控制生产时间及生产品质,已通过ISO9001质量体系认证。联系电话18336378887/付经理 

 

超声波焊机焊接方法

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磨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:

1、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线,达到熔接目的。

2、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。


超声波焊机的熔接原理

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。


超声波焊机的应用范围

超声波焊机主要用于热塑性塑料的二次连接,相比其他传统工艺(如胶粘、电烫合或螺丝紧固等),具有生产效率高、焊接质量好、环保又节能等显著优点。

1、超声波塑料焊接设备被广泛应用于医械、包装、汽配、渔具等行业,如一次性输液过滤器及血浆分离杯、自封袋、塑料酒瓶盖、洗碗机水轮、塑料玩具、车灯、塑料假鱼饵、充电器外壳和手机吊带的焊接、一次打火机外壳的焊接等等;

2、制造车身塑料零件:汽车车门、汽车汽车仪表、车灯车镜、遮阳板、内饰件、滤清器,反光材料、反光道钉、保险杠、拉索、摩托车用塑料滤清器、散热器、制动液罐、油杯、水箱、油箱、风管、尾气净化器、托盘滤板;

3、塑胶电子:预付费水表电表,通讯设备,无绳电话,手机配件,手机壳,电池壳,充电器、阀控式密封维护铅酸蓄电池,3寸软盘,U盘,SD卡,CF卡,USB接插件、蓝牙;

4、玩具文具:文件夹,相册,折盒,PP中空板,笔套,墨盒,硒鼓;5、医用日用:手表,厨具,口服液瓶盖,点滴瓶盖、手机饰件,金柔刷,日用品,卫生用品,儿童用品,空气床垫,衣架,刀柄,园艺用品,橱具洁具,花洒,金柔刷,淋浴头,防伪瓶盖,化妆品瓶盖,咖啡壶,洗衣机、空气除湿机,电熨斗、电水壶、吸尘器,音箱金属面盖及土木格栅等。


超声波焊机的使用注意事项  

1、在启动和使用之前,应先确保电缆线是否连接正确,确保超声波 焊接机正常接地;  

2、基于使用安全的目的和避免发生损伤请勿将金属钢销或类似的 材料放置在焊接工具之间;

3、请经常的按时对焊接机及焊接工具进行维护保养,确保机器工作 在正常状态下;

4、在焊接过程中出现一些异常的情况、声音,为了避免机器的损伤,请立即停止使用,由相关的专业人员进行维护或联系售后人员。


超声波焊机的超声效应

当超声波在介质中传播时,由于超声波与介质的相互作用,使介质发生物理的和化学的变化,从而产生一系列力学的、热的、电磁的和化学的超声效应,包括以下4种效应:

一、机械效应

超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。当超声波流体介质中形成驻波时,悬浮在流体中的微小颗粒因受机械力的作用而凝聚在波节处,在空间形成周期性的堆积,超声波在压电材料和磁致伸缩材料中传播时,由于超声波的机械作用而引起的感生电极化和感生磁化(见电介质物理学和磁致伸缩)。

二、空化作用

超声波作用于液体时可产生大量小气泡,一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡;另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。空洞内为液体蒸气或溶于液体的另一种气体,甚至可能是真空,因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭,破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压,同时产生激波,与空化作用相伴随的内摩擦可形成电荷,并在气泡内因放电而产生发光现象,在液体中进行超声处理的技术大多与空化作用有关。

三、热效应

由于超声波频率高,能量大,被介质吸收时能产生显著的热效应;

四、化学效应

超声波的作用可促使发生或加速某些化学反应,例如纯的蒸馏水经超声处理后产生过氧化氢;溶有氮气的水经超声处理后产生亚硝酸;染料的水溶液经超声处理后会变色或退色,这些现象的发生总与空化作用相伴随。超声波还可加速许多化学物质的水解、分解和聚合过程。超声波对光化学和电化学过程也有明显影响,各种氨基酸和其他有机物质的水溶液经超声处理后,特征吸收光谱带消失而呈均匀的一般吸收,这表明空化作用使分子结构发生了改变。


超声波焊机的参数及调节方法

一般的超声波焊机上有如下的参数是可以调节的:

1、超声波发生器上的调谐旋钮:这是超声波焊机最关键的一个调节旋钮,其调节目的是使超声波发生器所发出的高压电信号频率同换能器部分的机械谐振频率一致,方法是轻触测试开关、左右设防该旋钮,使负载指示的电流为最小,即可完成调谐步骤;

2、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;

3、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,气压调节旋钮调节工作气压;

4、熔接时间(WELD TIME):用于调节超声波发射的时间,一般的塑料件熔接时间为 0.6S以下,通常超过1.5S熔接时间均可视作失败熔接(可视作振幅不够,或设计不合理);

5、保压时间(HOLD TIME):保压时间相当于加工塑料件之后的固化时间,通常如果塑料件的固定位设置得好,此时间可不用考虑,如果塑料件内部有弹簧等部件,该时间应相应调长;

6、触发调节:触发调节有两种方式,一种是延时触发,这种调节一般指示为延迟时间(DELAY TIME),其所指为从触发机器开始到超声波发射为止的时间,通过调节,可实现先发射超声波再熔接,或先压紧塑料件再触发超声波;另一种是压力触发,这种触发方式常见于美国BRANSON 8400和8700形式的超声波焊机中,其原理是调节压紧塑料件的力度来触发超声波,对于较大的塑料件,为防止起振失败,多采用先触发超声波再熔接,或以较小的触发力度。

 

超声波焊机的组成部分

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、超声波焊机使用的声学系统,主要是有换能器和工具头构成的。



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