一、超聲波焊接原理
超聲(sheng)波焊接(jie)是利用高頻振(zhen)動波傳遞到兩個(ge)(ge)需(xu)焊接的物體表(biao)面(mian),在加壓的情況下,使兩個(ge)(ge)物體表(biao)面(mian)相互摩擦而形成分子層之(zhi)間的熔合。
一套超聲波焊接系統的主要(yao)組件包括:
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超聲波發生(sheng)器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)聲(sheng)波(bo)焊接是通(tong)過(guo)超(chao)聲(sheng)波(bo)發(fa)生(sheng)器將50/60Hz電流轉換成15、20、30或40 kHz電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動,隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部,在該區域,振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能,將需要焊接的部件區域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料,還可以加工織物和薄膜等。本篇文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種。
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01 超(chao)聲(sheng)波金(jin)屬焊接原理(li)
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超聲(sheng)波金屬焊接(jie)原理是利用(yong)超聲(sheng)頻率(lv)(超過16kHz )的機械振動能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法.金屬在進行超聲波焊接時,既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫熱源,只是在靜壓力之下,將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接.因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接。可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
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02 超聲波(bo)塑料焊接原理
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超聲(sheng)波(bo)作用于熱(re)塑(su)(su)性的(de)塑(su)(su)料(liao)(liao)接(jie)觸(chu)面時(shi),會產生每秒(miao)幾萬次的(de)高頻(pin)(pin)振動,這種達到一(yi)(yi)定振幅(fu)的(de)高頻(pin)(pin)振動,通過上焊(han)(han)(han)件把超聲(sheng)能量傳送到焊(han)(han)(han)區,由于焊(han)(han)(han)區即兩個焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)交界面處聲(sheng)阻大,因此(ci)會產生局部高溫。又由于塑(su)(su)料(liao)(liao)導熱(re)性差,一(yi)(yi)時(shi)還不能及時(shi)散(san)發,聚集在焊(han)(han)(han)區,致(zhi)使兩個塑(su)(su)料(liao)(liao)的(de)接(jie)觸(chu)面迅速熔化,加上一(yi)(yi)定壓(ya)力(li)后,使其(qi)融合成一(yi)(yi)體。當超聲(sheng)波(bo)停止(zhi)作用后,讓壓(ya)力(li)持續幾秒(miao)鐘(zhong),使其(qi)凝固成型,這樣就形成一(yi)(yi)個堅固的(de)分子鏈(lian),達到焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)目的(de),焊(han)(han)(han)接(jie)強(qiang)(qiang)度能接(jie)近于原材料(liao)(liao)強(qiang)(qiang)度。
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超聲(sheng)波塑料焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)好壞取決于(yu)換能器(qi)焊(han)(han)(han)頭的(de)(de)(de)振幅,所(suo)加壓力(li)及焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)間等三個(ge)因素,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)間和焊(han)(han)(han)頭壓力(li)是可(ke)以調(diao)節的(de)(de)(de),振幅由換能器(qi)和變(bian)(bian)幅桿(gan)決定。這(zhe)三個(ge)量相互作用有個(ge)適宜(yi)值,能量超過適宜(yi)值時(shi),塑料的(de)(de)(de)熔(rong)解量就大(da),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)物易變(bian)(bian)形(xing);若能量小,則(ze)不易焊(han)(han)(han)牢,所(suo)加的(de)(de)(de)壓力(li)也不能太大(da)。這(zhe)個(ge)最佳壓力(li)是焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)部分(fen)的(de)(de)(de)邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波(bo)的(de)熔(rong)焊應用方法
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01 熔接法(fa)
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以(yi)超(chao)音波超(chao)高頻率(lv)振動的焊頭在適度壓力下,使二塊(kuai)塑膠(jiao)的接(jie)合(he)面(mian)產(chan)生摩擦熱而瞬(shun)間熔(rong)融(rong)接(jie)合(he),焊接(jie)強度可(ke)與本體媲美,采用(yong)合(he)適的工件和合(he)理(li)的接(jie)口設(she)計(ji),可(ke)達到水密及(ji)氣密,并免除采用(yong)輔助品所帶來的不便(bian),實(shi)現(xian)高效清潔的熔(rong)接(jie)。
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02 埋植
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借著焊頭之傳(chuan)道及(ji)適當之壓(ya)力(li),瞬間(jian)將金屬零件(如螺母(mu)、螺桿等)擠(ji)入預留入塑膠孔內,固定在(zai)一定深度,完成(cheng)后無論拉力(li)、扭力(li)均可(ke)媲(pi)美(mei)傳(chuan)統模具內成(cheng)型之強(qiang)度,可(ke)免除(chu)射出模受損及(ji)射出緩慢之缺點。
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03 鉚焊(han)
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鉚(liu)(liu)焊法指的(de)是振動(dong)的(de)焊頭壓制物(wu)品的(de)突起(qi)處使其熱熔為鉚(liu)(liu)釘狀,從而(er)使兩物(wu)體機械(xie)鉚(liu)(liu)合(he)
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04 點(dian)焊
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點焊指的(de)是對于焊線(xian)不(bu)易設(she)計的(de)物體進行分(fen)點焊接(jie),同樣可達(da)到(dao)熔接(jie)效果(guo)。
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05 成型(xing)
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本方法與鉚(liu)焊法類(lei)似,將凹(ao)狀的焊頭壓(ya)著于塑膠品外圈(quan),焊頭發出超音波超高(gao)頻振(zhen)動(dong)后(hou)將塑膠溶融(rong)成(cheng)形而(er)包覆(fu)于金(jin)屬物件使(shi)其固定(ding),且外觀(guan)光滑(hua)美觀(guan)、此方法多(duo)使(shi)用在電子類(lei)、喇叭之固定(ding)成(cheng)形,及化妝品類(lei)之鏡(jing)片固定(ding)等。
三(san)、焊接優點
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01 超(chao)聲波金屬(shu)焊接(jie)優點
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a、焊接材料不熔融,不脆弱(ruo)金屬特性。
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b、焊接后導電(dian)(dian)性(xing)好,電(dian)(dian)阻(zu)系數極低或近乎零(ling)。
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c、對焊接金屬表面要求低(di),氧化(hua)或電鍍(du)均可焊接。
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d、焊接(jie)時間短,不需任何助(zhu)焊劑、氣體、焊料。
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e、焊接無火花,環保安全(quan)。
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02 超聲(sheng)波塑料焊接優點(dian)
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a、焊接速度快(kuai),焊接強度高、密封(feng)性好;
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b、取代傳統(tong)的焊接/粘接工藝,成本低廉,清潔無(wu)污染且(qie)不會(hui)損傷(shang)工件;
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c、焊接過程穩定,所有焊接參數均可通過軟件系統進行(xing)跟(gen)蹤監控,一旦發現故障很容易進行(xing)排除和維護。
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四、適用(yong)產品
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1)、鎳氫電池鎳氫電池鎳網與鎳片(pian)互(hu)熔與鎳片(pian)互(hu)熔。
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2)、鋰電(dian)(dian)池、聚合(he)物電(dian)(dian)池銅箔與鎳片互熔,鋁箔與鋁片互熔。
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3)、電線互熔,偏結成一條與多條互熔。
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4)、電線與各種電子(zi)元(yuan)件、接點、連(lian)接器互熔。
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5)、各種(zhong)家電用品、汽車用品的大型散(san)熱(re)座、熱(re)交換鰭(qi)片(pian)、蜂(feng)巢心的互熔(rong)。
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6)、電(dian)磁開(kai)關(guan)、無熔(rong)絲開(kai)關(guan)等大電(dian)流(liu)接(jie)點,異種金屬(shu)片的(de)互熔(rong)。
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7)、金屬管的封尾、切斷水、氣密。
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五、應(ying)用前景(jing)
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針對所有的應(ying)用市場,超音波焊接其(qi)特(te)有的優點--快捷、高效、清潔和牢固,贏得了各行各業的認可。
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1)汽車:(交(jiao)通業)超(chao)音波可通過計算機程序控制來實施對大件(jian)和(he)不(bu)規則工件(jian)的(de)焊(han)接(jie)如(ru):保險杠、前(qian)后門、燈(deng)具、剎車(che)燈(deng)等(deng)。隨著高(gao)等(deng)級道路的(de)發展,反(fan)光片也越來越多的(de)采用(yong)超(chao)音波焊(han)接(jie)。特(te)別(bie)是這兩年(nian)興起(qi)的(de)新(xin)能源汽車(che)行業也開始廣泛應(ying)用(yong),如(ru)電池(chi)領域等(deng)。
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2)家電:通(tong)過(guo)適當(dang)的(de)調整(zheng)可用(yong)于:手提日光燈罩,蒸氣熨門、電視機(ji)外殼(ke)、收錄、音機(ji)透明面板、電源(yuan)整(zheng)流器(qi)、電視機(ji)殼(ke)螺絲固(gu)定座、減蚊(wen)燈殼(ke)、洗衣機(ji)脫水槽等(deng)需(xu)要密(mi)封、牢固(gu)和(he)美觀的(de)家電產品。
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3)包(bao)裝:軟(ruan)管的(de)封口,特殊打包帶(dai)的(de)連接。
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4)玩具(ju)業:由于采(cai)用了(le)超音波技(ji)術使產品清潔、高效、牢固(gu),免除使用螺(luo)絲(si)、粘合劑、膠水或其(qi)他(ta)輔助品,降低(di)了(le)生產成本,使企業在市場的競爭力大大增強。
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5)電子:運用自動化方(fang)案設計使用戶達到規模化生產,同時(shi)確(que)保產品(pin)(pin)之(zhi)品(pin)(pin)質需求。
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6)其他(ta)商業用途:從通訊器材(cai),電腦行業、打印設備到音像制品(pin)等,均可(ke)采用明和(he)超音波設備,他給您帶來了簡(jian)捷、清潔、高(gao)效(xiao)的(de)生產方式,為您帶來更多的(de)機(ji)會。
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