压力机
压力机用于固定焊接套件及施加焊接所需的作用力。它由固定工装夹具的底座和施加作用力的气缸组成。超声波是指频率大于20000Hz以上的声波,超声波是声波大家族中的一员,其超出了人耳听觉的上限(20000Hz),故而得名超声波。压力机上带有压力表和调节阀以调节焊接作用力。应该注意的是某一超声波焊接设备上设定的特定表压与另一设定同一表压的焊机提供的焊接作用力不一定相同。焊接作用力应该用测压仪校准以便对不同焊机之间的焊接作用力进行直接比较。压力机上也有流量控制阀可以对焊头接近待焊零件的速度进行调节。有些焊接设备采用电磁力加压系统取代传统的气缸,能更好地控制接近速度,在焊接小型或精密零件时是有益的。
4 支撑工装
压力机底座固定焊接过程中支撑零件的工装。支撑工装是为防止下部零件在超声波作用时发生移动专门设计的,它通常加工成紧密匹配零件表面轮廓的形状。超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。夹具从简单到复杂的都有,由零件设计来决定。下部零件必须受到牢固放置和支撑。夹具或底座应可调确保零件垂直于焊头。夹具可由若干材料加工而成。不锈钢是很好的选择,因为它容易机加工和抛光。特型夹具现在可直接经由 CAD 数据加工。较大的、复杂的、奇形怪状的或小批量零件通常采用浇注型软质聚氨酯装夹。
超声波焊接中的重要工艺参数
焊接时间:
焊接时间是指焊头接触塑膠件发生超声波振动的时间,如图所示,一般焊接时间在0.1秒至0.6秒以内。焊接时间越长,焊接能量越大。
保压时间:
保压时间是指超声波停止到焊头开始上升的时间。在这一段时间,熔化的塑料完成固化。保压时间越长,焊接能量越大。
焊接气压:
焊接气压是在焊接过程中焊头对塑膠件的施力。焊接气压越大,焊接能量就越大。
下降速度:
下降速度是指焊头的下降速度。焊头下降速度越快,焊接能量越大。
不同频率的超声波焊接机有什么不同?
超声波塑料焊机按频率不同可分为40khz、35khz、28khz、20khz、15khz,不同频率超声波焊机的区别如下:
01用途不同:超声波焊接通过振动使塑料件达到连接的作用,频率越高振幅越小,相应的功率越小,所以高频(40khz/35khz)焊机用于尺寸小二焊接精密的塑料件焊接;28khz焊机多用于手持点焊机,20khz/15khz超声波焊机用于大而复杂塑料件的熔接。超声波设备的故障多为硬性故障,要谨慎清楚的检查排除问题才轻易开机实验。
02超声波模具尺寸不同:超声波模具常见的是半波焊头,不同频率超声波焊机模具尺寸也不同,40k模具(7cm)、35khz(8cm)、28khz(10cm)、20khz模具(13cm)、15khz模具(17cm)。电子行业:主要生产电源、适配器、充电器、手机外壳等众多与塑料相关产品。测量超声波模具长度也是判断频率的重要指标之一。
03结构不同:高频焊机(40khz、35khz、28khz)发声结构是分体式(换能器 变幅杆为单独部件)、台式超声波焊机(20khz、15khz)发声结构是一体式(换能器 变幅杆为整体件。
超声波常见的问题
5,焊接原理上理解误区
相当一部分从事多年超声焊接方面的人员,对超声能量传递有一种误解,认为音波在接触面进行焊接,其实是一种误解,真正的焊接原理是,换能器把电能转换为机械能后,通过工件物质分子进行传导,声波在固体中传导声阻远小于在空气中的声阻,当声波通过工件接缝时,缝隙中的声阻大,产生的热能相当大,温度首先达到工件的熔点,再加上一定的压力,使接缝熔接,而工件的其他部分由于声阻小,温度低不会熔接。其原理同欧姆定律类似。5、具有能量检测模式,自动记忆并储存比较每次焊接的输出功率,保证焊接质量的一致性。
6,焊接结构的误区
超声模具(Horn)型式多样,工件的形状决定模具外形,但每部分的尺寸和弧度,材质都要严格计算的,有人错误认为只不过是一个金属块而已。设计是否合理直接影响着模具的效率,寿命,产品的合格率,严重时直接烧坏发生器。模具的材料一般使用镁铝7075,而有些人为降低成本,使用劣质材料。正规模具生产商进料都有一套严格地检验程序,加工尺寸都是经过计算机软件模拟和校验后加工出来的。异种金属的焊接在我们超声波行业经常会遇到三种材质铜、铝、镍之间相互进行焊接,且超声波焊接后导电性以及强度性能良好。品质才有保证。这些工序一般作坊是无法做到的,不经过合理设计,做出的模具,在焊接小工件时,反应问题还不明显,当大功率时就会出现各种弊端。严重时直接损坏元器件。
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