超声波熔接工艺（课件）.ppt

什么是超声波熔接 超声波熔接是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用的塑胶制品与之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！超声波熔接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。 超声波熔接的优点 1.节能环保 2.无需装备散烟散热的通风装置 3.成本低,效率高 4.容易实现自动化生产 5.焊接强度高，粘接牢固 6.焊点美观，可实现无缝焊接，防潮防水，气密性好 超声波熔接的工作原理 超声波熔接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波熔接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置！！ ?? 振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化， 振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键， 整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料。 超声波熔接的工作原理 如下图所示，振动能量从焊头传递到工件，工件之间的摩擦产生的热量将工件熔接面熔化，从而焊接成一体。 超声波熔接的工作原理 超声波熔接机的工作原理示意图 常用的超声波熔接机介绍 No.1 美国必能信公司 Branson 其它： Herrmann Rinco Sonitek Dukane 常用的超声波熔接机(3000W以下) 常用的超声波熔接机(3000W以上) 常用的超声波熔接机(多头) 超声波熔接技术的应用 1.熔接 2.铆接 3.埋植 4.成型 5.点焊 6.切除 7.其它用途 铆接 标准铆接方式 圆盖铆接方式 咬花成型铆接方式 平头铆接方式 中空铆接方式 高压铆接方式 埋植 成型 点焊 切除 超声波熔接适用的材料 哪些材料可以用超声波来焊接呢? 由超声波的工作原理我们可以知道，超声波的实际功率并不大，工作时间短，所以产生的热量有限，所以一般只适用于一些熔点较低(400℃ 以下)的材料。主要以热塑性的聚合物即塑料为主。我们主要了解一下各种塑料的熔接特性。一般来说，聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来，愈硬的材料其传导力愈强。  影响超声波熔接能量的因素 影响超声波熔接能量的因素 由前面的公式中我们可以看到影响超声波熔接的能量的因素有哪些。其具体表现有哪些呢？ 1.气压 我们可以通过调压阀来调整，一般来说气压越大，能量越大 2.下降速度 超声波熔接机上有相应的旋钮，一般来说，下降速度越大， 能量越大 3.频率 超声波熔接机器都有固定的频率，频率越大，能量越大 4.振幅 振幅的变化因素比较多，就一般来说，振幅的调整可以通过 调幅器和焊头的设计来达到 5.时间 我们可以调整焊接机的焊接时间，时间越长，焊接的能量越大 6.保压时间 保压时间是在塑料熔化之后的保持气压的时间，时间越长， 形成的焊点越稳定，变形越小 影响超声波熔接能量的因素 让我们回顾一下之前的超声波熔接机的工作原理图。 影响超声波熔接能量的因素(频率) 换能器 作用:将电能转换成机械能 组成:陶瓷晶片和传动头 原理:电流经过换能器，令换能器内产生电磁振荡，再经过压电陶瓷片，令压电陶瓷片产生振动，振动经过金属头，传到调幅器 表面振幅: 20KHz = 0.02mm 30KHz = 0.015mm 40KHz = 0.01mm 换能器的工作原理—磁伸缩 影响超声波熔接能量的因素(调幅器) 影响超声波熔接能量的因素(焊头) 影响超声波熔接能量的因素(焊头) 焊头通常是一个半波长的共振金属块，将振动能量传递到工件上 焊头的材料一般选择钛合金，铝合金以及钢铁 焊头还可以根据需要进行以下的处理： 高碳钢嵌入 阳极处理 镀铬 雕刻成型焊头 全波长焊头 复合式焊头 加装压板的焊头 真空焊头 切削焊头 影响超声波熔接能量的因素(振幅) 超声波熔接夹具---底模 在焊接时需要对下面的工件进行固定及支撑，这也是非常重要的。固定的夹具称之为底模。 底模的设计主要要考虑以下几点： 1.工件吻合 这就要求定位准确且牢固，使得工件在焊接的过 程中不会移动 2.工件支撑 要求支撑稳固，不然振幅会被消弱 3.定位及取放方便 缩短工作时间，提高生产率 4.其它特殊要求 底模1 底模2 超声波熔接机参数调校 以BRANSON 8800机型例 基本调整程序如下