超聲波焊接的工作原理

超聲波焊接的基本過程可以通過以下步驟來描述：

　　1.待焊接的部件放置在鐵砧或夾具中。

　　2.喇叭接觸待焊接的部件。

　　3.施加壓力以使喇叭與焊接材料接觸并將它們保持在一起。

　　4.喇叭提供超聲波振動(dòng)來加熱材料。振動(dòng)上下或左右移動(dòng)不到一毫米。

　　5.材料焊接在一起。

　　6.喇叭縮回，焊接材料可從鐵砧上取下。

　　焊接時(shí)間，施加的壓力和溫度由焊接設(shè)備內(nèi)的計(jì)算機(jī)或微處理器控制。在焊接過程中實(shí)際發(fā)生的事情取決于材料的性質(zhì)。在金屬中，超聲波振動(dòng)平行于材料平面?zhèn)鬟f。但是，通常會(huì)看到多個(gè)超聲波工具或堆棧被用于將幾個(gè)小部件焊接到較大的部件上，例如端口和支架上的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管上。摩擦熱使金屬表面的溫度升高到熔化溫度的約三分之一，但不會(huì)熔化金屬。相反，熱量從表面去除金屬氧化物和薄膜。這允許金屬原子在兩個(gè)表面之間移動(dòng)并形成將金屬保持在一起的鍵。

　　在塑料的情況下，振動(dòng)垂直于材料的平面，并且摩擦熱使溫度升高到足以熔化塑料。塑料分子混合在一起形成鍵。冷卻后，塑料表面焊接在一起。焊接時(shí)間可以變化，但焊接可以在短至0.25秒內(nèi)形成。

　　超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率（通常為20,30或40 kHz），用于將材料保持在一起的壓力，以及超聲波應(yīng)用的時(shí)間（分?jǐn)?shù)秒到超過一秒）。

　　超聲波焊接與傳統(tǒng)方法相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，相對(duì)于其他方法，焊接在低溫下發(fā)生。因此，制造商不需要消耗大量的燃料或其他能量來達(dá)到高溫。這使得該過程更便宜。它也更快更安全。

　　該過程在幾秒到幾秒內(nèi)發(fā)生。因此，它可以比其他方法更快地完成。事實(shí)上，它可以比膠水更好，更快地粘合塑料。例如，汽車中的新智能鑰匙中有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器芯片。無論您的應(yīng)用是什么，如果您需要粘合塑料，超聲波焊接可能是您的技術(shù)。汽車只能在感應(yīng)到芯片時(shí)啟動(dòng)。為了制作鑰匙，金屬鑰匙坯的一端和芯片放入塑料頂部的一半。另一半放在它們上面并粘合到基部的一半。這種粘合通常用膠水完成，這需要時(shí)間來固化。在不到一秒的時(shí)間內(nèi)，可以使用超聲波焊接完成相同的任務(wù)。

　　后，超聲波焊接與相同材料的傳統(tǒng)焊接一樣堅(jiān)固耐用 - 這只是該方法用于汽車制造的原因之一。為了使汽車更輕，更省油，汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。與傳統(tǒng)焊接相比，超聲波焊接可用于在更短的時(shí)間內(nèi)和更低的溫度下粘合金屬。

臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

您需要了解超聲波焊接的優(yōu)缺點(diǎn)

　優(yōu)勢(shì)1：速度

　　超聲波焊接系統(tǒng)較好的部件之一就是它提供的速度。超聲波喇叭幾乎立即產(chǎn)生焊縫，焊接時(shí)間取決于焊縫冷卻的速度。一旦焊縫恢復(fù)到正常溫度，粘接幾乎就像它可以一樣堅(jiān)固。在大多數(shù)情況下，這只是一秒鐘，對(duì)于某些材料甚至更少。

　　對(duì)于需要實(shí)現(xiàn)高吞吐量的自動(dòng)化系統(tǒng)，超聲波焊接提供的速度非常棒。您的生產(chǎn)線永遠(yuǎn)不必?fù)?dān)心超聲波焊接會(huì)造成延遲。

　　缺點(diǎn)1：投資

　　有一些廉價(jià)的機(jī)器可用，但它們經(jīng)常代表假經(jīng)濟(jì)，不提供過程監(jiān)控或反饋，由于機(jī)器彎曲和不可靠的超聲波而導(dǎo)致焊接不穩(wěn)定。當(dāng)您投資高質(zhì)量的超聲波設(shè)備時(shí)，您不僅要投資于您的直接項(xiàng)目，還要投資未來需要多年無問題的機(jī)器。超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率（通常為20,30或40kHz），用于將材料保持在一起的壓力，以及超聲波應(yīng)用的時(shí)間（分?jǐn)?shù)秒到超過一秒）。這對(duì)每家公司來說都是不可能的，所以它確實(shí)代表了一個(gè)劣勢(shì)。

　　重要的是還要注意，對(duì)于小批量工作，我們提供設(shè)備租賃或合同焊接服務(wù)，以便在投資無法合理時(shí)使用！

　　優(yōu)勢(shì)2：安全

　　使用超聲波焊接設(shè)備非常安全，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于該領(lǐng)域的其他形式的粘接技術(shù)。因?yàn)槌暡▋H集中在焊接產(chǎn)品上，所以幾乎沒有發(fā)生任何危險(xiǎn)的可能性。產(chǎn)生的熱量很少并且局部化，并且很快消散。我們所有的機(jī)器都配備了防護(hù)裝置，作為額外的第三方安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　缺點(diǎn)2：提前期

　　將超聲波集成到您的制造過程中并不是一夜之間的過程。所有超聲波工具或多或少都將為所焊接的產(chǎn)品定制。有些產(chǎn)品偶爾可以用現(xiàn)成的工具焊接，但通常情況并非如此。發(fā)電機(jī)保護(hù)振動(dòng)系統(tǒng)免于過載，將振幅（工具運(yùn)動(dòng)）保持在恒定水平，并補(bǔ)償不同焊接工具的變化振動(dòng)行為。這意味著您的工具必須按訂單設(shè)計(jì)和制造，并且不會(huì)在一兩天內(nèi)提供。幸運(yùn)的是，在諾宇，我們?cè)谕耆獵NC操作工具室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)制造所有工具，因此我們經(jīng)?？梢员热魏胃?jìng)爭(zhēng)對(duì)手更快地轉(zhuǎn)向工具。

　　優(yōu)勢(shì)3：設(shè)備和工具可靠性

　　一旦制成，的超聲波設(shè)備和工具將可靠地運(yùn)行數(shù)千次和數(shù)千次循環(huán)。這意味著您不必?fù)?dān)心昂貴的故障。在諾宇，我們所有的機(jī)器和工具都至少有12個(gè)月的保修期。

　　缺點(diǎn)3：定制工具制造

　　當(dāng)您需要更換超聲波焊接機(jī)的零件時(shí)，您會(huì)很高興您的公司購(gòu)買了高質(zhì)量的零件。由于超聲波工具主要是在定制的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此更換工具可能是一個(gè)問題，但如果您的生產(chǎn)停止，我們將始終優(yōu)先考慮任何工具，以盡量減少任何中斷。

超聲波焊接機(jī)在焊接過程中,有哪些問題需要注意的?

超聲波模具架設(shè)不準(zhǔn)確、受力不平均

解決方案

在一般認(rèn)為超聲波塑料焊接機(jī)作業(yè)時(shí)，產(chǎn)品與模具表面只要接觸準(zhǔn)確就可以得到應(yīng)該的熔接效果，其實(shí)這只是表面的看法，超聲波既然是摩擦振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生

音波傳導(dǎo)的現(xiàn)象。我們?nèi)绻麊沃挥^察硬件（模具）的穩(wěn)合程度，而忽略了整合型態(tài)的超聲波塑料焊接機(jī)作業(yè)方式，必定會(huì)產(chǎn)生舍本逐末或誤判的后果，所以在此必須

先強(qiáng)調(diào)超聲波塑料焊接機(jī)的作業(yè)方式是傳導(dǎo)音波，使成振動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為熱能而熔接。這時(shí)候超聲波模具的穩(wěn)合程度、產(chǎn)品截面的高低、肉厚、深淺、材質(zhì)的組織，必定無法承受相同的壓力。

另一方面上模（Horn）輸出的能量，每一點(diǎn)都有其誤差值，并非整個(gè)面發(fā)出的能量都相同。就這整體而言，勢(shì)必產(chǎn)生產(chǎn)品熔接線熔接程度的差異。所以也就必須作修正，如何修正，那就是靠超聲波塑料焊接機(jī)本身的水平螺絲，或是貼較薄的膠帶或鋁箔來克服了。

臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

　　超聲波焊接機(jī)械裝備就是指在焊接生產(chǎn)中與焊接工序相結(jié)合，所謂的輔助裝置和設(shè)備是為了與焊機(jī)進(jìn)行區(qū)別。

　　超聲波焊機(jī)是在焊接過程中的核心裝備，包括超聲波焊接控制箱、超聲波焊機(jī)機(jī)頭、超聲波焊接電源等等，有著自己獨(dú)立的系統(tǒng)，不屬于焊接機(jī)械裝備的范疇。

　　然而超聲波焊接機(jī)械裝備相對(duì)于焊機(jī)處于輔助地位，是配合焊機(jī)進(jìn)行焊機(jī)生產(chǎn)的裝置和設(shè)備。

　　超聲波焊接機(jī)械裝備對(duì)焊接生產(chǎn)的作用是多方面的，主要保證焊接質(zhì)量，提高焊接生產(chǎn)率，改善工人的作業(yè)條件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化焊接生產(chǎn)過程四個(gè)方面。

　　1、提高產(chǎn)量。隨著率焊接方法的采用，輔助時(shí)間所占的比例更大。如果不相應(yīng)地采用機(jī)械化和自動(dòng)化程度較高的焊接夾具與胎具，這種率的焊接方法也顯示不出它的優(yōu)越性。例如，制作一個(gè)壁厚為16毫米的圓筒節(jié)，用埋弧自動(dòng)焊焊接一條長(zhǎng)1.6米的縱向焊縫，雖然只用了8分鐘但是裝配、架設(shè)焊接機(jī)頭和安置焊劑墊等輔助時(shí)間就需要用40分鐘。與固定焊接機(jī)不同，設(shè)置手工焊接工作不涉及預(yù)編程焊接參數(shù)或安裝復(fù)雜機(jī)械。焊接時(shí)間占總生產(chǎn)時(shí)間的五分之一，有五分之四的時(shí)間花費(fèi)在裝配等輔助作業(yè)上。使用焊接工裝夾具后，可以省去很多輔助工作的時(shí)間。不同的焊縫，所用的輔助時(shí)間可能不同。但是，只要正確地使用焊接夾具，一般都可以減少50一90%輔助時(shí)間，從而能夠提高產(chǎn)量。

　　2、提高產(chǎn)品質(zhì)量。一個(gè)焊件在自由狀態(tài)下焊接，焊后一般都要發(fā)生變形。如果它超出技術(shù)要求，就會(huì)影響到后面總裝配工作，或者影響到產(chǎn)品將來的工作性能。缺點(diǎn)1：投資有一些廉價(jià)的機(jī)器可用，但它們經(jīng)常代表假經(jīng)濟(jì)，不提供過程監(jiān)控或反饋，由于機(jī)器彎曲和不可靠的超聲波而導(dǎo)致焊接不穩(wěn)定。利用焊接夾具，可以準(zhǔn)確地對(duì)焊件定位和牢靠地夾緊。焊接時(shí)，它的變形就受到限制。苔輔之以反變形的措施，焊后焊件就可以符合產(chǎn)品圖紙所要求的形狀和尺寸“。特別是對(duì)那些尺寸精度要求高的焊炳不使用焊接央具，是無法達(dá)到技術(shù)要求。

　　3、擴(kuò)大焊機(jī)的工作范用。一臺(tái)的埋弧自動(dòng)焊機(jī)，如果沒有夾具或胎具配合使用，它只能焊接乎焊位置的直線焊縫。如果設(shè)計(jì)一套滾輪轉(zhuǎn)胎，它就能焊接圓筒形焊件上的環(huán)焊縫。當(dāng)熔體速率變得等于熔化材料的向外流動(dòng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況，從而形成牢固且持久的粘合。焊接變位機(jī)還能把各種位置的角焊縫調(diào)整到。船形”位置，焊接機(jī)頭就像在平焊位置上一樣對(duì)它進(jìn)行焊氏這樣就擴(kuò)大了自動(dòng)焊機(jī)的應(yīng)用范圍，充分發(fā)揮自動(dòng)焊機(jī)的潛力。

　　4、改善勞動(dòng)條件。手工裝配的勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接時(shí)靠人力去翻轉(zhuǎn)工件是不可能的，也不安全。使用輕巧靈便的焊接夾具或機(jī)械化自動(dòng)化程度較高的焊接胎具，去代替人工定位、央緊、翻轉(zhuǎn)工件等，就能改善工人的勞動(dòng)條件。如果您的不一致僅發(fā)生在您的一個(gè)模具中生產(chǎn)的零件上，那么也可能存在模具劣化，導(dǎo)致前面提到的一些問題。例如機(jī)械設(shè)備焊接時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)設(shè)備變形，要對(duì)其進(jìn)行矯正十外因難，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。如果通過焊接夾具減少或防止了焊接變形，就有可能取消掉這道繁重的矯正工序。

　　5、提高經(jīng)濟(jì)效益。制作焊接夾具雖然要增加產(chǎn)品的成本。但是，決定產(chǎn)品成本的因素主要是；原材料消耗和工時(shí)消耗。這意味著你不需要設(shè)置加熱和冷卻時(shí)間，也不必再猜測(cè)它們應(yīng)該存在多長(zhǎng)時(shí)間。各種裝備和設(shè)備投資以及管理費(fèi)用等，僅僅是分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的一部分。一旦、焊接夾具發(fā)揮作用，它就能減少裝配和焊接工時(shí)的消乾從而提高了產(chǎn)量；由于質(zhì)量提高了，就可以減少或取消焊后矯正變形或修補(bǔ)工藝缺陷的工序，使整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短。

　　在超聲波焊接生產(chǎn)中使用機(jī)械裝備的目的是為了保證和提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并擴(kuò)大超聲波焊接設(shè)備的使用范圍。在焊接生產(chǎn)中可根據(jù)經(jīng)濟(jì)和效益來判定是否采用超聲波焊接機(jī)械裝備。