一、超聲波焊接原理
超聲波焊接是利(li)用高頻振動波傳(chuan)遞到兩個(ge)需焊接的(de)物體表(biao)面,在加壓的(de)情況下,使兩個(ge)物體表(biao)面相互摩(mo)擦(ca)而形成(cheng)分子層之間的(de)熔合。
一(yi)套超(chao)聲波焊接(jie)系統的(de)主要(yao)組件包括:
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超(chao)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(sheng)波(bo)焊接是通過超聲(sheng)波(bo)發生器將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 超聲波(bo)金屬焊接原理
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超聲(sheng)波金屬焊接原(yuan)理(li)是利(li)用(yong)超聲(sheng)頻率(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 超聲波塑料焊(han)接原理
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超聲波作用于(yu)熱(re)塑(su)性的(de)(de)塑(su)料接(jie)觸(chu)面(mian)時,會產生每秒幾萬(wan)次(ci)的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)振動(dong)(dong),這(zhe)種達到(dao)一定振幅的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)振動(dong)(dong),通過上(shang)焊(han)件把超聲能(neng)量傳送(song)到(dao)焊(han)區,由(you)于(yu)焊(han)區即(ji)兩個(ge)焊(han)接(jie)的(de)(de)交界面(mian)處聲阻大,因(yin)此會產生局部高(gao)(gao)溫。又由(you)于(yu)塑(su)料導熱(re)性差,一時還不能(neng)及時散發,聚集在焊(han)區,致使(shi)兩個(ge)塑(su)料的(de)(de)接(jie)觸(chu)面(mian)迅速熔化,加上(shang)一定壓力后,使(shi)其融合成(cheng)(cheng)一體。當超聲波停止作用后,讓壓力持(chi)續幾秒鐘,使(shi)其凝固成(cheng)(cheng)型,這(zhe)樣就形成(cheng)(cheng)一個(ge)堅固的(de)(de)分(fen)子鏈,達到(dao)焊(han)接(jie)的(de)(de)目的(de)(de),焊(han)接(jie)強度能(neng)接(jie)近于(yu)原材(cai)料強度。
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超(chao)聲波塑料焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)好壞取決于(yu)換(huan)能(neng)(neng)器焊(han)(han)頭的(de)(de)振幅(fu),所加壓力及焊(han)(han)接(jie)時間等三個因(yin)素,焊(han)(han)接(jie)時間和(he)(he)焊(han)(han)頭壓力是(shi)可以調節的(de)(de),振幅(fu)由換(huan)能(neng)(neng)器和(he)(he)變幅(fu)桿決定。這三個量相互作用(yong)有個適(shi)宜值,能(neng)(neng)量超(chao)過適(shi)宜值時,塑料的(de)(de)熔解(jie)量就大,焊(han)(han)接(jie)物易變形;若(ruo)能(neng)(neng)量小(xiao),則(ze)不(bu)易焊(han)(han)牢,所加的(de)(de)壓力也不(bu)能(neng)(neng)太(tai)大。這個最佳壓力是(shi)焊(han)(han)接(jie)部(bu)分的(de)(de)邊(bian)長與邊(bian)緣(yuan)每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波(bo)的熔焊應用方(fang)法
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01 熔接法
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以超音波超高(gao)頻率振動的(de)(de)焊(han)(han)頭在適度(du)壓力下(xia),使二塊塑膠的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)合面產生摩擦熱而瞬間熔融接(jie)(jie)(jie)(jie)合,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)強度(du)可(ke)(ke)與(yu)本體(ti)媲美,采(cai)用合適的(de)(de)工(gong)件和合理的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)口設計,可(ke)(ke)達到水密及(ji)氣密,并(bing)免除采(cai)用輔助品所帶(dai)來(lai)的(de)(de)不(bu)便,實(shi)現高(gao)效清潔的(de)(de)熔接(jie)(jie)(jie)(jie)。
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02 埋植
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借著焊頭之(zhi)傳道及適當(dang)之(zhi)壓力(li),瞬間將金屬零件(如螺(luo)母、螺(luo)桿等(deng))擠(ji)入預留入塑膠(jiao)孔內,固定(ding)在一定(ding)深度,完成后無(wu)論(lun)拉力(li)、扭力(li)均可媲美傳統模具內成型之(zhi)強度,可免除射出(chu)模受(shou)損及射出(chu)緩慢之(zhi)缺(que)點(dian)。
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03 鉚焊
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鉚焊(han)法指的(de)(de)(de)是振(zhen)動的(de)(de)(de)焊(han)頭壓制物品的(de)(de)(de)突(tu)起處使其熱(re)熔為(wei)鉚釘狀,從而使兩物體(ti)機械(xie)鉚合
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04 點焊
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點焊指的(de)是對于焊線不易設(she)計的(de)物體進行分點焊接(jie),同樣可達(da)到熔(rong)接(jie)效(xiao)果。
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05 成型
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本方法與鉚焊(han)(han)法類似,將(jiang)凹狀的焊(han)(han)頭壓著于(yu)塑膠(jiao)品(pin)外圈,焊(han)(han)頭發出超(chao)音波(bo)超(chao)高頻(pin)振動后將(jiang)塑膠(jiao)溶融成(cheng)形而包(bao)覆于(yu)金屬物件(jian)使其固定(ding),且外觀(guan)光滑美觀(guan)、此方法多使用在(zai)電(dian)子類、喇叭之(zhi)固定(ding)成(cheng)形,及(ji)化妝品(pin)類之(zhi)鏡片固定(ding)等(deng)。
三、焊接(jie)優(you)點
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01 超聲波金屬焊接優點
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a、焊接材(cai)料不熔(rong)融,不脆(cui)弱金屬特(te)性。
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b、焊接后導電性(xing)好(hao),電阻系數(shu)極低或(huo)近乎零(ling)。
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c、對焊接金屬表面要(yao)求低(di),氧化或(huo)電鍍均可焊接。
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d、焊接時間短,不(bu)需任何助(zhu)焊劑、氣體、焊料。
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e、焊接無火花,環保(bao)安全(quan)。
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02 超聲(sheng)波塑料焊接優點
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a、焊接速度快,焊接強(qiang)度高、密(mi)封性好;
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b、取代傳統的焊接(jie)/粘接(jie)工藝,成本(ben)低廉,清潔無污(wu)染且不會損傷工件;
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c、焊(han)接過(guo)程穩定,所有焊(han)接參數均(jun)可通過(guo)軟(ruan)件系統進行跟(gen)蹤監控(kong),一旦發(fa)現故障很容易進行排除和維護。
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四、適用產品(pin)
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1)、鎳(nie)氫電池鎳(nie)氫電池鎳(nie)網與(yu)鎳(nie)片互(hu)熔與(yu)鎳(nie)片互(hu)熔。
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2)、鋰電池、聚(ju)合(he)物電池銅箔與(yu)鎳片互熔,鋁箔與(yu)鋁片互熔。
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3)、電(dian)線互熔(rong),偏(pian)結(jie)成一條與多條互熔(rong)。
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4)、電線與各(ge)種電子元件、接點、連接器互熔(rong)。
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5)、各種家電用品(pin)、汽車(che)用品(pin)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(kai)關(guan)、無熔絲開(kai)關(guan)等大(da)電(dian)流接點,異種金屬片(pian)的互熔。
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7)、金屬管(guan)的封尾、切斷水、氣密。
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五、應(ying)用(yong)前景(jing)
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針(zhen)對(dui)所有(you)的應用市(shi)場,超音波焊接其(qi)特有(you)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(qi)車(che):(交通業)超音(yin)(yin)波可(ke)通過計算機(ji)程序控(kong)制來實施對大件和不(bu)規則工件的(de)焊接(jie)如(ru):保險杠、前后(hou)門、燈(deng)具、剎(cha)車(che)燈(deng)等。隨著高(gao)等級道路的(de)發(fa)展,反光(guang)片也越來越多的(de)采用超音(yin)(yin)波焊接(jie)。特別是這兩年興起的(de)新能源(yuan)汽車(che)行業也開始廣(guang)泛(fan)應用,如(ru)電池領域等。
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2)家電:通過適當的(de)調整可用于:手提日(ri)光(guang)燈罩(zhao),蒸(zheng)氣熨門、電視機外殼、收錄(lu)、音(yin)機透明面(mian)板、電源整流器、電視機殼螺絲固定(ding)座、減蚊燈殼、洗衣機脫水槽(cao)等需要密封(feng)、牢固和美觀的(de)家電產品。
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3)包(bao)裝:軟管的封口,特殊打包帶的連接。
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4)玩(wan)具業:由于采用了超音波技術使(shi)(shi)產品清潔(jie)、高(gao)效、牢固,免除使(shi)(shi)用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品,降低了生產成(cheng)本,使(shi)(shi)企業在市場的(de)競爭(zheng)力大大增強。
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5)電(dian)子:運用自動化(hua)(hua)方(fang)案設(she)計使用戶達(da)到規模(mo)化(hua)(hua)生產(chan),同時確保產(chan)品之品質需(xu)求。
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6)其(qi)他(ta)商業用途(tu):從通訊器材,電腦行(xing)業、打印設備(bei)到(dao)音(yin)像(xiang)制品(pin)等(deng),均可采用明和超(chao)音(yin)波設備(bei),他給(gei)您(nin)帶(dai)來了(le)簡捷、清潔、高效的生產方式,為您(nin)帶(dai)來更多的機會。
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