Win超声波
 
 
 
超声波焊接技术介绍 (Technical Introduction of the Utrasonic Welder)

什么是超声波?

 
当物体振动时会发出声音。我们人类耳朵能听到的声波频率为16~20,000赫兹。
我们把频率高于20000赫兹的声波称为→ “超声波”
近来除聆听目的以外的所有声波也被定义成超声波,即 产业用使用的频率 → “超声波”

最近超声波已扩散到物理,化学,电气,机械,金属,医学,生物学等热专业领域,
其实际利用在测心,洗涤,焊接,加工,分散,污水处理,集尘,诊断等广阔范围里。

   
超声波焊接机的 原理及功能
 
 

超声波焊接机通过AC110V~220V,60HZ(50HZ) 电源转化成高频电能,经由换能器,又被转换成高频机械振动,
再经由变幅器,振动传达给焊头,被焊接部件在水平摩擦和竖直方向压力的共同作用下实现焊接

   
   

振动子

使用PZT组装的B.L.T 形式的振动子
目前使用当中换能效率最高,动力应用里超声波振动子在广泛使用,
转换电能后发振机与振动子振动子的频率一致,从而实现共振起到换能作用。
- 机械灵敏度高
- 可在高温中使用
- 坚固
- 易于焊头结合

Main Horn

振动子发生的振幅跟换能,变幅时的振幅有差异,为了改善此点,
在振动子跟工具Horn中间Main horn 用螺栓结合 来调节振幅。

工具Horn

工具Horn要根据焊接件来选用正确振幅。
在焊接物的焊接面瞬间产生强烈摩擦力使其焊接。
   
超声波焊接特征
 
  内部加热,焊接部位无需洗涤.
  焊接时可选择发热.
  有传达效果,焊接速度快.
  焊接部位外无发热现象,焊接面干净.
  瞬间焊接效果好 .
  品质稳定,操作简单,节省成本.
  自动化成型及模具上节约成本 .
  可改善作业环境.
   
超声波焊接种类及 优点
 
Staking
  强度高
  可做成任何形状
  适用范围广
  可在不同材质上适用
Sport
Welding
 

不许设计连接部位或孔加工,焊接简单

  焊接时间短,强度高
 

可实现多个SPOT焊接点一次性焊接

 

无需螺栓等配件

 

外观干净

Swaging
  固化时间短
  强度高
  外观干净
  容易控制
  无需螺栓等配件
Welding
  外观干净
  焊接时间短,强度高
  适用范围广
  使用最为广泛的焊接
Inserting
  插入时间短
 

多个点一次性插入

 

插入金属周围残留应力较小

 

成型周期快

Gate
Cutting
 

门形切割时间短

 

实现多个点一次性切割

 

产品外观干净

   
超声波焊接机的用途
 

高频率的机械振动-> 通过换能变幅-> 焊接部位摩擦->焊接作业

 

热可塑性树脂产品的焊接

树脂中插入金属

各种塑料产品的组装及加工

电器电子,汽车配件,玩具,文具,医疗器,包装,生活用品等
⇒广泛使用在各种塑料产品上。
   
影响超声波的塑料材料特性
 
1) 树脂
 
热可塑性树脂
成型后再加压加热的情况下其本质特性不变,仅外观有变化
适用于超声波焊接材料
 
热固性树脂
一次成型后再加压加热时不出现熔融现象
不适用于超声波焊接材料
   
2) 塑料结构
 
非结晶树脂
不规则的分子排列 玻璃传输温度范围
超声波能量传递效果好,损耗小,在广范围实现焊接作业
 
结晶树脂
规则的分子排列,熔融温度范围要求高

固化状态的分子 以弹簧的结构 类似的连接着。
(高频率的机械振动会被部分吸收)

超声波能量难以传达到焊接部位。
(需要高振幅)

   
3)

熔融温度

 

熔融温度要求越高,需要超声波能量也需要提高

   
4)

坚固性(弹性率)

 

塑料的弹性率能影响超声波能量传递率

材料越坚固,超声波传递率越低

   
5)

异种材质的焊接

 

塑料的熔融温度要相似 (温度差 22度以上的无法焊接)

异种材质的分子构造要累世,
(非结晶树脂的分子结构类似材料可焊接,结晶树脂材料不可焊接)

   
6) 影响焊接的其他因素(湿气)
 
易吸收湿气的材料

尼龙, 聚碳酸酯, 涤纶, 聚砜等
(吸收湿气的话 对可影响焊接性)

 
已吸收湿气的材料

组织内部的水分在 100度时沸腾 ,可在塑料中出现气泡

焊接部位塑料特性低下

不可维持气密性
 
解决问题
从注塑机出来的塑件及时焊接

放在聚乙烯塑料袋里保管,焊接

已吸收湿气的塑料件在 光或热的条件下干燥后 进行焊接