超音波焊接工作原理

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1、超音波焊接原理超音波焊接是熔接熱塑性塑料制品的高科技技術(shù)，各種熱塑性膠件均可使用超音波熔接處理，而不需加溶劑、粘接劑或其它輔助產(chǎn)品。其優(yōu)點是增加多倍生產(chǎn)率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，安全生產(chǎn)及環(huán)保。超音波塑膠焊接原理是由發(fā)生器產(chǎn)生20KHZ（或15KHZ）的高壓、高頻信號，通過換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，加于塑料制品工件上，通過工件表面及內(nèi)在分子件的的摩擦而使傳處到接口的溫度升高，當溫度達到此工件本身的熔點時，使工件接口迅速熔化，繼而填充于接口間的空隙，當振動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達成完美的焊接。??超音波焊接工件的設(shè)計在超音波

2、焊接過程中，能量導(dǎo)向部分允許迅速焊接，同時達到最大的強度。在導(dǎo)向部分的材料如圖示在整個結(jié)合區(qū)內(nèi)流動。在焊接前要按要求比例設(shè)計能量導(dǎo)向部分，改進對焊接與導(dǎo)致材料流動。工件尺寸的選擇應(yīng)是附圖圖示能量導(dǎo)向部分熔化后足夠分布于接合面之間。通常，對于易焊接的樹脂能量導(dǎo)向部分最小高度為0.010英寸（0.25毫米）。對于某些需要高能量的樹脂，即結(jié)晶型、低剛度或高熔化溫度的非晶型（如聚碳酸酯、聚砜）樹脂，需要較大的能量定向部分，其最小高度為0.020英寸（0.5毫米）。在工件之間對齊的方法，例如銷釘和插口，應(yīng)包括在工件設(shè)計中。必須指出，為溶劑焊封所作的設(shè)計一般可以修

3、改，以符合超音波焊接的要求。?超音波焊接的焊口設(shè)計兩個熱塑性塑料件的超音波焊接要求超音波振動通過焊接頭傳遞到組合件的上半部，最后傳至兩半的結(jié)合處或界面上。在此，振動能量轉(zhuǎn)換成熱能，用以熔化塑料。當振動停止后，塑料在壓力下固化，在結(jié)合面上產(chǎn)生焊接。兩個結(jié)合表面的設(shè)計，對于獲得最佳焊接結(jié)果來說是非常重要的。有各種各樣的連接設(shè)計，每一種都有焊接特色和優(yōu)點。各種設(shè)計的使用取決于許多因素，例如塑膠的類型、零件幾何形狀、焊接的要求（即粘性、強度、密封等）。詳細可參見附表：東和超音波焊接彩頁、科威信焊接設(shè)備彩頁、旭達超音波焊接彩頁、天力超音波焊接彩頁等。超音波熔焊應(yīng)

4、用方法一.?????????????熔接法：以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使兩塊塑膠的接合面產(chǎn)生磨擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現(xiàn)高效清潔的熔接。二.?????????????鉚焊法：將超音波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬時發(fā)熱熔成鉚釘形狀，使不同材質(zhì)的材料機械鉚合在一起。三.?????????????埋植：借著焊頭之傳導(dǎo)及適當?shù)膲毫?，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預(yù)留塑膠孔內(nèi)，固定在一定深度，完成后無論拉力，扭力均可媲美傳統(tǒng)模

5、具內(nèi)成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。四.?????????????成型：本方法同鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著于塑料膠品外圈，焊頭發(fā)出超音波超高頻振動后將塑膠熔融成形而包覆于金屬對象使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。五.?????????????點焊：a.將兩片塑膠分點熔接，無需預(yù)先設(shè)計焊線，達到熔接目的。b.對比較大型工件，不易設(shè)計焊線的工件進行分點焊接，而達到熔接效果，可同時點焊多點。六.?????????????切割封口：運用超音波瞬間發(fā)振工作原理，對化纖織物進行切割，其優(yōu)點切口光

6、潔不開裂、不拉絲。?超聲波模具的設(shè)計可能我們會有這樣的想法：焊頭的設(shè)計和生產(chǎn)是非常的簡單。千萬不要被誤導(dǎo)，當使用一個加工不當或是未經(jīng)過調(diào)諧的焊頭，將給你的生產(chǎn)帶來昂貴的損失，它會破壞焊接效果，甚至更嚴重的會直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器損壞。因此焊頭的設(shè)計絕不像它的外形那幺簡單，相反需要跟多的專業(yè)知識和技能。如何保證焊頭能夠最經(jīng)濟的工作？如何保證焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機械振動有效地傳遞到工件上，形成持續(xù)穩(wěn)定的焊接，這些設(shè)計人員必須充分考慮。即便擁有幾年的設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗，還是要堅信只有通過嚴格的測試和質(zhì)量控制才能生產(chǎn)出最好的焊頭。通過應(yīng)用像有限元分析（FEM）這

7、樣的工藝，將焊頭的聲學特性和機械特性完美的結(jié)合起來，才能設(shè)計出最符合客戶需要的產(chǎn)品。生產(chǎn)每一套焊頭和模具，不管是標準產(chǎn)品還是根據(jù)客戶需求定制的，都是用最好的材料制成的同時經(jīng)過反復(fù)的測試。焊頭的外型、強度以及音頻等各種參數(shù)經(jīng)過多次試驗，能符合最為嚴格的標準，焊頭和模具達到最完美的匹配。材料是保證超音波模具壽命于熔接產(chǎn)品效果的主要原因之一，模具完成的過程是復(fù)雜的。所以不僅是模具工程師設(shè)計務(wù)必慎重選擇材質(zhì)，亦需了解本身產(chǎn)品需求該使用何種材質(zhì)，避免因疏忽而影響其時效與品質(zhì)。一.?????????????鋁鎂合金（7075T651,2024T651,6061T6

8、51）1.?7075T651：使用于振動系統(tǒng)及Horn制造，該材料具有極高的機械屈服強度，硬度