了解超聲波焊接基礎(chǔ)-從何處開始

　超聲波焊接工藝

　　在基本的層面上，超聲波焊接非常簡(jiǎn)單：

　　兩種材料在超聲波壓力機(jī)中用機(jī)械力保持在一起。

　　在接觸時(shí)，稱為超聲波發(fā)生器（專為應(yīng)用而設(shè)計(jì)）的金屬工具將超高頻聲波引入材料中。

　　使壓力機(jī)將該能量引導(dǎo)到預(yù)定焊接點(diǎn)處的材料中。

　　當(dāng)施加高頻聲音時(shí)，材料會(huì)熔化，通常只需幾分之一秒。

　　粘合后，將材料在壓力下靜置，粘合劑硬化。

　　整個(gè)過程通常非?？?，并且與其他焊接技術(shù)相比具有一些特定的優(yōu)勢(shì)。超聲波焊接產(chǎn)生非?？煽康慕Y(jié)合，能量放電由微處理器控制。發(fā)生的熱量是在粘合點(diǎn)，這可以較大限度地減少不希望的變形的風(fēng)險(xiǎn)。

　　當(dāng)采用超聲波焊接時(shí)，通常需要進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，設(shè)備的設(shè)計(jì)在一定程度上滿足了客戶的需求。一旦投入生產(chǎn)，超聲波焊接將產(chǎn)生不需要任何其他進(jìn)料的粘合劑。沒有必要的焊料或粘合劑，因?yàn)樗昧瞬牧献冃魏彤a(chǎn)生粘合的能力。

　　因?yàn)槌暡ê附硬粫?huì)引入比材料中所需的更多的熱量，所以冷卻時(shí)間非常快。通常在一秒鐘內(nèi)，粘合劑將達(dá)到其較大硬度，并準(zhǔn)備繼續(xù)前進(jìn)。可以利用快速，可靠的粘接的制造工藝是超聲波焊接的理想選擇。

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。

超聲波焊接系統(tǒng)

完整的超聲波焊接系統(tǒng)由有源和無源元件組成。有源元件產(chǎn)生振動(dòng)，傳遞振動(dòng)并將它們應(yīng)用到焊接部件中。無源元件吸收所產(chǎn)生的力，將零件保持在適當(dāng)位置，特別是支撐焊接接頭。

　　活性：

　　超聲波發(fā)生器

　　變流器

　　焊接工具稱為超聲波發(fā)生器

　　被動(dòng)：

　　夾具或鐵砧

　　將轉(zhuǎn)換器，增壓器和超聲波發(fā)生器組合以形成所謂的堆疊。

　　全數(shù)字超聲波發(fā)生器使用電源電壓在各自所需的超聲頻率下產(chǎn)生高電壓。所有與焊接過程相關(guān)的數(shù)據(jù)都經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)量和分析。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。

　　轉(zhuǎn)換器代表電氣和機(jī)械區(qū)域之間的接口。利用逆壓電效應(yīng)，它將電振蕩轉(zhuǎn)換為機(jī)械縱向振動(dòng)并將其傳遞到助推器或超聲波發(fā)生器。

　　幅度變換器（通常稱為增強(qiáng)器）增加或減小來自轉(zhuǎn)換器的幅度。由于懸掛在節(jié)點(diǎn)平面上，增壓器還可以用于超聲波焊接機(jī)中的堆疊的無振動(dòng)支撐和力的傳遞。

　　超聲波發(fā)生器是實(shí)際有效的焊接工具，將機(jī)械振動(dòng)傳遞到零件中;即它發(fā)射超聲波振動(dòng)。根據(jù)其設(shè)計(jì)幾何形狀，超聲波發(fā)生器可以增加或減小振幅。

　　堆疊始終根據(jù)塑料材料和零件接觸的幾何形狀進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

超聲波焊接機(jī)模具設(shè)計(jì)_一個(gè)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

超聲波模具設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的工作，需要根據(jù)模具材料，尺寸以及機(jī)器頻率，聲學(xué)原理等因素綜合考慮。在某些情況下，當(dāng)熱板焊接工具長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，材料殘留物會(huì)積聚在熱板上并導(dǎo)致性能差異。你所提到的模具是因?yàn)楹附硬课粚?duì)然不寬但是比較長(zhǎng)，因此模具的寬度已經(jīng)超過了聲波在材料中的1/2波長(zhǎng)，因此需要開兩根槽來保證模具出力均勻，這主要是根據(jù)聲學(xué)原理來考量。

至于模具為什么要做成上下寬度不一樣，主要是考慮增加出力，原理類似于將聲波出力放大?；钚裕撼暡òl(fā)生器變流器焊接工具稱為超聲波發(fā)生器被動(dòng)：夾具或鐵砧將轉(zhuǎn)換器，增壓器和超聲波發(fā)生器組合以形成所謂的堆疊。試想一根水管如果進(jìn)水段和出水段的直徑不一樣，那么出水的速度就會(huì)快于進(jìn)水的速度，這是流量守恒決定的，同理，超聲波其實(shí)在金屬中傳播就類似于水流在水管中流動(dòng)，因此才加工成上寬下窄的形狀！

其實(shí)一個(gè)良好的模具是需要經(jīng)過嚴(yán)格的fea分析（有限元），需要在有限元環(huán)境中模擬其材料應(yīng)力和出力是否均勻等情況。

一個(gè)好的模具是焊接穩(wěn)定的重要前提，如果模具設(shè)計(jì)不好會(huì)導(dǎo)致一些列焊接問題，如焊接不均勻，模具發(fā)熱，噪音，甚至開裂等等！

這些知識(shí)是在任何學(xué)校和書本學(xué)不到的！

超聲波模具其實(shí)從圖像來看，開槽位置并未選擇在將模具寬度三等分的位置，這種設(shè)計(jì)也有，但是其實(shí)并非就是很好的設(shè)計(jì)，有很多更好的方法可以避免這種設(shè)計(jì)。

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教你選購(gòu)合適的超聲波焊接機(jī)

一、超聲波焊接設(shè)備輸出功率的選擇:

　　超聲波輸出功率的大小,同壓電陶瓷片的直徑和厚度,材質(zhì),設(shè)計(jì)工藝決定,一但換能器定型,功率也就定型了.

　　衡量輸出能量的大小是一個(gè)復(fù)雜的過程,不是換能器越大,電路使用功率管越多,輸出能量就越大,它須要相當(dāng)復(fù)雜的振幅測(cè)量?jī)x,才能準(zhǔn)確測(cè)量其振幅.

二、超聲波焊接機(jī)對(duì)焊接工件材料的要求:

　　超聲波焊接機(jī)對(duì)要焊接的工件材質(zhì)是有要求的,不是所有的材料都可以焊接,有人認(rèn)為任何材料都可以焊接,這種理解是錯(cuò)誤的.不同材質(zhì)直接有的可以很好的焊接,有的是基本相熔,有的是不相熔的.同一材料之間熔點(diǎn)是相同的,從原理講是可以焊接的,但是當(dāng)要焊接的工件的熔點(diǎn)大于350℃時(shí),就不在適合用超聲焊接了.

　　因?yàn)槌暿撬查g使工件分子熔化,判斷依據(jù)是在3秒之內(nèi),不能良好熔接,就應(yīng)該選擇其它焊接工藝,如熱板焊接等.一般來講ABS料是較容易焊接,尼龍是難熔接的.