一、超聲波焊接原理
超聲(sheng)波焊接是利用(yong)高(gao)頻振動波傳遞到兩(liang)個需(xu)焊接的物體(ti)表(biao)面(mian),在加(jia)壓的情況下,使兩(liang)個物體(ti)表(biao)面(mian)相互(hu)摩擦而形成(cheng)分子層(ceng)之間的熔合。
一套超聲波焊接系統的(de)主要(yao)組件包括:
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超聲波發生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超聲波焊(han)接是通過超聲波發生(sheng)器(qi)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 超聲波(bo)金(jin)屬焊接原理
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超(chao)聲(sheng)波金屬焊接(jie)原(yuan)理是利用超(chao)聲(sheng)頻(pin)率(超(chao)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 超聲波塑料(liao)焊接(jie)原理
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超(chao)聲(sheng)波(bo)作(zuo)用于熱(re)塑(su)(su)(su)性的(de)(de)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)接觸面時(shi),會產生每秒(miao)(miao)幾(ji)萬次(ci)的(de)(de)高頻(pin)振動(dong),這種達到(dao)一(yi)(yi)定振幅(fu)的(de)(de)高頻(pin)振動(dong),通過(guo)上焊(han)(han)(han)件把超(chao)聲(sheng)能(neng)量傳送到(dao)焊(han)(han)(han)區,由于焊(han)(han)(han)區即(ji)兩個(ge)焊(han)(han)(han)接的(de)(de)交(jiao)界面處聲(sheng)阻大,因此會產生局部高溫。又由于塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)導熱(re)性差,一(yi)(yi)時(shi)還不能(neng)及時(shi)散發,聚集在焊(han)(han)(han)區,致使兩個(ge)塑(su)(su)(su)料(liao)(liao)的(de)(de)接觸面迅速熔化,加上一(yi)(yi)定壓(ya)力后(hou),使其融合成一(yi)(yi)體。當(dang)超(chao)聲(sheng)波(bo)停止作(zuo)用后(hou),讓(rang)壓(ya)力持續幾(ji)秒(miao)(miao)鐘,使其凝固成型,這樣就形(xing)成一(yi)(yi)個(ge)堅固的(de)(de)分子鏈,達到(dao)焊(han)(han)(han)接的(de)(de)目(mu)的(de)(de),焊(han)(han)(han)接強度能(neng)接近于原(yuan)材(cai)料(liao)(liao)強度。
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超聲波塑料焊接的(de)(de)好壞(huai)取決于換(huan)(huan)能(neng)器(qi)焊頭(tou)的(de)(de)振(zhen)幅(fu)(fu),所加壓力(li)(li)及(ji)焊接時間等三個(ge)因素,焊接時間和焊頭(tou)壓力(li)(li)是可以調節(jie)的(de)(de),振(zhen)幅(fu)(fu)由換(huan)(huan)能(neng)器(qi)和變幅(fu)(fu)桿決定。這三個(ge)量(liang)相互作用(yong)有個(ge)適宜值,能(neng)量(liang)超過適宜值時,塑料的(de)(de)熔解量(liang)就大,焊接物(wu)易(yi)變形;若能(neng)量(liang)小,則不易(yi)焊牢,所加的(de)(de)壓力(li)(li)也(ye)不能(neng)太大。這個(ge)最佳壓力(li)(li)是焊接部分的(de)(de)邊長(chang)與(yu)邊緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超(chao)音(yin)波的熔焊應用(yong)方法
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01 熔接法(fa)
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以超(chao)音波超(chao)高頻率振動的(de)焊頭(tou)在適(shi)度壓力下,使二塊塑膠的(de)接(jie)(jie)合(he)(he)(he)面產生摩擦(ca)熱而瞬間熔(rong)融接(jie)(jie)合(he)(he)(he),焊接(jie)(jie)強(qiang)度可與本體媲美,采用(yong)合(he)(he)(he)適(shi)的(de)工(gong)件和合(he)(he)(he)理的(de)接(jie)(jie)口(kou)設計,可達到水密及氣密,并免除采用(yong)輔助(zhu)品所帶來的(de)不便,實現(xian)高效清潔的(de)熔(rong)接(jie)(jie)。
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02 埋植
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借(jie)著焊(han)頭(tou)之傳(chuan)道及(ji)適當之壓(ya)力(li),瞬(shun)間將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預(yu)留入塑(su)膠孔內(nei),固定在一(yi)定深度,完成(cheng)后無論(lun)拉(la)力(li)、扭力(li)均可(ke)媲美傳(chuan)統模(mo)具內(nei)成(cheng)型之強度,可(ke)免除射(she)出(chu)模(mo)受損及(ji)射(she)出(chu)緩慢(man)之缺點。
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03 鉚焊
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鉚(liu)焊(han)法指的是振動(dong)的焊(han)頭壓(ya)制(zhi)物品的突起處使(shi)其(qi)熱熔(rong)為鉚(liu)釘狀,從而使(shi)兩物體(ti)機(ji)械鉚(liu)合
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04 點焊
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點(dian)焊指(zhi)的是對于(yu)焊線不(bu)易設(she)計的物體進行分點(dian)焊接(jie),同樣可達(da)到熔接(jie)效果。
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05 成型
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本方(fang)(fang)法與(yu)鉚(liu)焊(han)法類(lei)似,將(jiang)(jiang)凹狀的焊(han)頭(tou)壓著于塑膠品外圈,焊(han)頭(tou)發(fa)出超音(yin)波超高頻振動后將(jiang)(jiang)塑膠溶融成(cheng)形而包覆于金屬物件使(shi)其固(gu)定(ding),且外觀(guan)光滑美觀(guan)、此方(fang)(fang)法多使(shi)用在(zai)電子類(lei)、喇叭之(zhi)固(gu)定(ding)成(cheng)形,及化妝品類(lei)之(zhi)鏡片固(gu)定(ding)等(deng)。
三、焊接優點
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01 超聲波(bo)金(jin)屬焊接優點(dian)
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a、焊接材料不熔融,不脆弱金屬特性。
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b、焊接后導電性(xing)好,電阻系數極(ji)低或近乎(hu)零。
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c、對焊接金屬表面要求低,氧化或電鍍均可焊接。
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d、焊(han)接時間短,不需任何(he)助焊(han)劑、氣體、焊(han)料。
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e、焊接無(wu)火花,環保安(an)全。
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02 超聲(sheng)波塑料焊接優點
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a、焊(han)接(jie)(jie)速度(du)快(kuai),焊(han)接(jie)(jie)強(qiang)度(du)高、密封性好(hao);
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b、取(qu)代傳統的焊接/粘接工藝,成本低廉(lian),清潔無污染且不會損傷工件;
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c、焊接過(guo)(guo)程穩定,所(suo)有焊接參(can)數均可通過(guo)(guo)軟(ruan)件(jian)系(xi)統(tong)進(jin)(jin)行(xing)跟蹤(zong)監控,一旦發現故(gu)障(zhang)很容易(yi)進(jin)(jin)行(xing)排除(chu)和維護。
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四、適用產(chan)品
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1)、鎳(nie)(nie)氫電池鎳(nie)(nie)氫電池鎳(nie)(nie)網與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔。
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2)、鋰電(dian)池、聚(ju)合物(wu)電(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(pian)結成(cheng)一條(tiao)與(yu)多條(tiao)互熔。
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4)、電(dian)線與各(ge)種電(dian)子元件、接點(dian)、連接器互熔。
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5)、各種家電(dian)用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。
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6)、電(dian)磁開關、無熔絲開關等大電(dian)流接(jie)點,異種金屬(shu)片的互熔。
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7)、金屬管的封(feng)尾、切斷水、氣密。
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五、應用(yong)前景
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針對所(suo)有的(de)(de)應用市場,超(chao)音波焊接其特有的(de)(de)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(qi)車:(交通業(ye))超音(yin)波可(ke)通過計(ji)算機程序控(kong)制來實施對大件(jian)和不規則工件(jian)的焊接如(ru):保險杠、前后門、燈具、剎(cha)車燈等。隨著(zhu)高(gao)等級道路的發(fa)展,反(fan)光片也越來越多的采(cai)用(yong)超音(yin)波焊接。特別(bie)是這(zhe)兩年興起的新(xin)能源汽車行業(ye)也開始廣泛應用(yong),如(ru)電池領域等。
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2)家電:通過適當的調整可用于:手提(ti)日光(guang)燈罩,蒸(zheng)氣熨門、電視(shi)機外(wai)殼、收(shou)錄、音機透(tou)明面板(ban)、電源整流器(qi)、電視(shi)機殼螺(luo)絲固(gu)定座、減蚊燈殼、洗(xi)衣機脫水槽等需要密封、牢(lao)固(gu)和美(mei)觀的家電產品。
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3)包裝:軟管的封口,特殊打(da)包帶的連接。
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4)玩(wan)具業(ye):由于采用(yong)了(le)超音波技術使產品清潔、高效、牢固,免除使用(yong)螺絲、粘合(he)劑、膠水(shui)或其他輔(fu)助品,降低了(le)生產成(cheng)本(ben),使企(qi)業在市場的競(jing)爭力大大增強。
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5)電(dian)子:運用自動(dong)化方案設計(ji)使用戶(hu)達到規模化生產(chan),同(tong)時(shi)確保產(chan)品(pin)之(zhi)品(pin)質(zhi)需(xu)求。
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6)其他(ta)商業用(yong)途(tu):從通(tong)訊器材,電腦行業、打印設備到音像(xiang)制品等,均可(ke)采用明和(he)超音波設備,他給您帶來(lai)了簡(jian)捷、清潔、高效(xiao)的生產方式,為您帶來(lai)更多的機(ji)會(hui)。
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