一、超聲波焊接原理
超聲(sheng)波焊接是利(li)用高(gao)頻振動(dong)波傳遞到兩個需焊(han)接的(de)物體表(biao)面,在(zai)加壓(ya)的(de)情(qing)況下,使兩個物體表(biao)面相互摩擦而形成分子層(ceng)之間的(de)熔合。
一套超聲波焊(han)接系統的(de)主(zhu)要組件包括:
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超聲波(bo)發生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)聲波焊接是(shi)通過超(chao)聲波發生器(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(chao)聲波金屬焊(han)接原理
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超(chao)聲波金屬焊接原理是利用超(chao)聲頻率(lv)(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 超聲波塑料焊接原理
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超聲波(bo)作用于(yu)(yu)熱塑(su)(su)性的塑(su)(su)料接(jie)觸面時,會(hui)產生每秒(miao)幾(ji)萬次(ci)的高(gao)頻振動,這種達(da)到一(yi)定振幅(fu)的高(gao)頻振動,通過上(shang)焊(han)(han)件把超聲能量傳送(song)到焊(han)(han)區,由于(yu)(yu)焊(han)(han)區即(ji)兩(liang)個焊(han)(han)接(jie)的交(jiao)界面處聲阻大,因此(ci)會(hui)產生局部(bu)高(gao)溫(wen)。又由于(yu)(yu)塑(su)(su)料導熱性差,一(yi)時還不能及時散發,聚集在(zai)焊(han)(han)區,致使兩(liang)個塑(su)(su)料的接(jie)觸面迅速熔(rong)化,加上(shang)一(yi)定壓力(li)后(hou),使其(qi)融合成(cheng)一(yi)體(ti)。當超聲波(bo)停止作用后(hou),讓壓力(li)持(chi)續幾(ji)秒(miao)鐘(zhong),使其(qi)凝固(gu)成(cheng)型,這樣(yang)就形成(cheng)一(yi)個堅(jian)固(gu)的分子鏈,達(da)到焊(han)(han)接(jie)的目的,焊(han)(han)接(jie)強(qiang)度能接(jie)近于(yu)(yu)原(yuan)材(cai)料強(qiang)度。
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超(chao)聲波塑料焊(han)(han)(han)接的(de)好(hao)壞取決于換能(neng)器(qi)焊(han)(han)(han)頭的(de)振(zhen)幅,所加(jia)壓力(li)及焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)間等三(san)個(ge)因素,焊(han)(han)(han)接時(shi)(shi)間和焊(han)(han)(han)頭壓力(li)是(shi)可以調(diao)節的(de),振(zhen)幅由換能(neng)器(qi)和變(bian)幅桿決定。這三(san)個(ge)量(liang)相互作用有個(ge)適宜(yi)值,能(neng)量(liang)超(chao)過適宜(yi)值時(shi)(shi),塑料的(de)熔解量(liang)就大,焊(han)(han)(han)接物易變(bian)形;若(ruo)能(neng)量(liang)小,則不(bu)易焊(han)(han)(han)牢(lao),所加(jia)的(de)壓力(li)也不(bu)能(neng)太大。這個(ge)最(zui)佳壓力(li)是(shi)焊(han)(han)(han)接部分的(de)邊長與(yu)邊緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超(chao)音(yin)波的熔焊應用方法
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01 熔接法
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以超音波超高頻(pin)率振動的(de)焊(han)頭(tou)在適度壓力下,使二(er)塊(kuai)塑膠的(de)接合面產生摩擦熱而瞬間熔融(rong)接合,焊(han)接強度可與本體媲美,采(cai)用合適的(de)工件(jian)和合理的(de)接口設計,可達到水密及氣密,并免除采(cai)用輔助品所(suo)帶來(lai)的(de)不便,實現高效清(qing)潔(jie)的(de)熔接。
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02 埋植(zhi)
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借著焊頭之傳道及(ji)適當之壓力,瞬(shun)間(jian)將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入(ru)預留入(ru)塑膠孔內(nei),固定(ding)在一定(ding)深(shen)度(du),完成后無論拉力、扭(niu)力均可媲美傳統模具內(nei)成型之強度(du),可免除射出模受損(sun)及(ji)射出緩慢(man)之缺點。
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03 鉚焊
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鉚(liu)焊法指的是振動的焊頭壓制物品(pin)的突起(qi)處使其熱熔為鉚(liu)釘狀,從(cong)而使兩物體機(ji)械鉚(liu)合
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04 點焊(han)
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點(dian)焊(han)指的(de)是對(dui)于(yu)焊(han)線不易設(she)計的(de)物體進行分點(dian)焊(han)接,同樣可(ke)達到(dao)熔接效果(guo)。
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05 成型(xing)
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本方法(fa)與鉚(liu)焊法(fa)類(lei)似,將凹(ao)狀的焊頭(tou)壓著(zhu)于塑膠品外圈(quan),焊頭(tou)發出(chu)超(chao)音波超(chao)高(gao)頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定,且外觀光滑(hua)美觀、此方法(fa)多使用在電子類(lei)、喇叭之固定成形,及(ji)化妝(zhuang)品類(lei)之鏡片固定等(deng)。
三、焊接優點
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01 超聲波(bo)金屬(shu)焊接優點
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a、焊接材料不熔融,不脆弱金屬(shu)特性。
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b、焊接后導(dao)電性好,電阻系數極低或(huo)近(jin)乎零。
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c、對焊接(jie)金屬表面要(yao)求低,氧化或(huo)電(dian)鍍均可焊接(jie)。
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d、焊接時間短,不(bu)需任何(he)助焊劑、氣體、焊料。
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e、焊接無火(huo)花,環保(bao)安全。
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02 超聲波塑料焊接優點
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a、焊(han)接速(su)度快,焊(han)接強度高、密封性(xing)好(hao);
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b、取代傳統的焊接(jie)/粘接(jie)工(gong)藝,成本低廉,清潔無污染且不會損傷(shang)工(gong)件;
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c、焊(han)接過程(cheng)穩定,所有焊(han)接參數(shu)均可通(tong)過軟件系統進行跟(gen)蹤監控(kong),一旦發現(xian)故(gu)障很容易進行排除和維護。
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四、適用產品
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1)、鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wang)與鎳片互(hu)熔與鎳片互(hu)熔。
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2)、鋰電(dian)(dian)池、聚合物電(dian)(dian)池銅箔與鎳片互熔,鋁箔與鋁片互熔。
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3)、電線(xian)互(hu)熔,偏結(jie)成一條(tiao)與(yu)多(duo)條(tiao)互(hu)熔。
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4)、電線與各種電子元件、接(jie)點、連接(jie)器(qi)互(hu)熔。
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5)、各種家電用品、汽(qi)車用品的(de)大型散熱(re)座、熱(re)交換鰭片、蜂巢心的(de)互熔。
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6)、電磁開關(guan)、無熔絲開關(guan)等大電流(liu)接點,異種金屬片的互(hu)熔。
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7)、金(jin)屬管的封尾、切斷水、氣(qi)密。
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五(wu)、應用前景
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針對所有(you)的(de)應用市場,超音波焊接其特有(you)的(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(jiao)通(tong)業(ye))超(chao)音波(bo)可通(tong)過計算機程序控(kong)制來實施對大件和不規則工件的(de)焊(han)接如:保險杠、前(qian)后門、燈具、剎車燈等。隨著高(gao)等級道路的(de)發展(zhan),反光片也越來越多的(de)采用(yong)(yong)超(chao)音波(bo)焊(han)接。特別是這兩年(nian)興(xing)起的(de)新能源汽車行業(ye)也開始廣泛應(ying)用(yong)(yong),如電池領域等。
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2)家電:通過適當(dang)的(de)調整(zheng)可用于:手提日光燈罩,蒸氣(qi)熨門、電(dian)視機(ji)(ji)外殼(ke)、收錄、音機(ji)(ji)透明(ming)面板、電(dian)源整(zheng)流器、電(dian)視機(ji)(ji)殼(ke)螺絲固(gu)(gu)定座、減(jian)蚊燈殼(ke)、洗衣機(ji)(ji)脫水槽等需要密封(feng)、牢固(gu)(gu)和美觀的(de)家(jia)電(dian)產品。
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3)包(bao)裝:軟管的封(feng)口,特殊打包帶的連接。
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4)玩具業:由于采用了超(chao)音波(bo)技術使(shi)(shi)產(chan)品清(qing)潔、高效(xiao)、牢固,免(mian)除(chu)使(shi)(shi)用螺絲、粘合劑、膠水(shui)或其他輔助(zhu)品,降低了生產(chan)成(cheng)本,使(shi)(shi)企業在市(shi)場的競爭(zheng)力大大增強。
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5)電子:運用自動(dong)化(hua)方案設計使用戶達到規模化(hua)生產(chan),同時確(que)保(bao)產(chan)品之品質需求。
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6)其他商(shang)業用途:從通(tong)訊器材,電腦(nao)行業、打印設(she)備到音(yin)像(xiang)制品等,均可采用明(ming)和超音(yin)波設(she)備,他給您(nin)帶來了簡(jian)捷、清(qing)潔、高效的(de)生產方式,為您(nin)帶來更(geng)多(duo)的(de)機會。
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