超声波塑胶焊接机的组成及应用

超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。

1、气动传动系统

包括有：过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。

工作时首先由空压机驱动冲程气缸，以带动超声换能器振动系统上下移动，动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。

2、控制系统

控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是：一是控制气压传动系统工作，使其焊接时在定时控制下打开气路阀门，气缸加压使焊头下降，以一定压力压住被焊物件，当焊接完后保压一段时间，然后控制系统将气路阀门换向，使焊头回升复位；二是控制超声波发生器工作时间，本系统使整个焊接过程实现自动化，操作时只启动按钮产生一个触发脉冲，便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是：电源启动一触发控制信号 气压传动系统，气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作，发射超声并保持一定焊接时间 去除超声发射 继续保持一定压力时间 退压，焊头回升 焊接结束。

3、超声波发生器

1） 功率较大的超声波塑料焊接机，发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路，使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。

2） 功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器，也具有一定的频率跟踪能力。

4、超声波塑料焊接机使用的声学系统

1） 换能器

超声波塑料焊接机用的声学系统包括三个部分：1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个组成部分中，驱动是核心，一般采用螺栓夹紧的纵向振动换能器，其中半波长纵向振子与四分之一的波长纵向振子，半波长纵向振与半波长聚能器相连接组成一个全波长塑料焊接换能器，而四分之一波长纵向振子与四分之一波长聚能器相连，组成一个半波长换能器。

2） 工具头

对不同的焊接对象需要有不同工具头，不管是近场焊接还是传输焊接，只有半波长的工具头才能使焊接端面达到较大的振幅。

工具头，有带振幅放大的和不带振幅放大的两种，塑料焊接机用声学系统工具头，所用材料通常为铝合金，重庆摩擦焊接机，其端面镀硬质合金，功率较大时也有用钛合金材料制成的，该材料疲劳强度比铝合金高一倍多

超声波焊接机在焊接过程中，有哪些问题需要注意的?

超声波模具架设不准确、受力不平均

解决方案

在一般认为超声波塑料焊接机作业时，产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的熔接效果，其实这只是表面的看法，振动摩擦焊接机，超声波既然是摩擦振动，就会产生

音波传导的现象。我们如果单只观察硬件（模具）的稳合程度，而忽略了整合型态的超声波塑料焊接机作业方式，必定会产生舍本逐末或误判的后果，所以在此必须

先强调超声波塑料焊接机的作业方式是传导音波，使成振动摩擦转为热能而熔接。这时候超声波模具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的***，必定无法承受相同的压力。

另一方面上模（Horn）输出的能量，每一点都有其误差值，并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言，势必产生产品熔接线熔接程度的差异。所以也就必须作修正，如何修正，那就是靠超声波塑料焊接机本身的水平螺丝，或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。

台州市锦亚机械制造有限公司是一家***生产塑料线性振动摩擦焊接机，热铆焊接机，旋转摩擦焊接机，热板焊接机，多头非标型超声波塑料焊接机，以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。

　　一件塑料成品可能由多种材料或部件制成，要将各部件结合起来，可使用机械固定件、粘合剂及焊接工艺加工。三种接合方式中，以焊接工艺的效果***佳，而且焊接形式多样，可根据不同材料、尺寸、用途而使用不同的焊接工艺。

　　机械固定件、粘合剂和焊接工艺均可将两种工程塑料接合。机械固定件可快速将两种部件连接，但接缝的防漏功能较差，局部应力也会使聚合物材料之间脱离。

　　粘合剂可提供良好的特性，形成防漏功能优良的接缝，可是，粘合剂处理难度较大，固化速度慢。同时，线性摩擦焊接机，采用粘合剂粘合时，接缝准备和表面清洁度要求较高。

　　焊接可产生粘合稳固的接缝，其机械特性接近于母体材料。塑料焊接仅限于热塑性聚合物，原因在于热塑性材料可通过加热而软化。热固性聚合物在硬化之后，无法通过加热而软化。与金属相比，热塑性聚合物焊接所需的热量较少。

塑料焊接工艺可分为两类：

A）机械移动式焊接工艺：超声焊接、摩擦焊接和振动焊接。

B）外部加热式焊接工艺：热板焊接、热气焊接和植入焊接。

超声焊接

　　超声焊接法通过机械高频振动而形成接缝。待装配的部件加压夹持于振荡焊头和固定焊头之间，然后与接触面呈直角，接受频率为20～40KHz的超声振动。交替式高频应力在接缝界面处产生热量，从而形成的焊接。用于这一工艺的工具十分昂贵，因此，适宜在生产量较大时采用。

摩擦焊接

　　热塑性塑料摩擦焊接（也称为“旋转焊接”）与金属焊接的原理相同。在这种焊接工艺中，将一片基材固定，另一片基材以受控的角速度旋转。当部件压合在一起时，摩擦热导致聚合物熔融，冷却后即形成焊接。主要焊接参数包括：旋转速度、摩擦压力、锻压压力、焊接时间和熔化长度。

　　摩擦焊接能产生优良的焊接质量，焊接工艺简单，重复性强。但也由于其工艺简单，所以仅适合于至少有一个部件是圆形且不需要角度对齐的应用领域。

振动焊接

　　振动焊接也称为线性摩擦焊接。两件热塑性部件在适当的压力、频率和振幅下相互摩擦，直到产生足够的热量使聚合物熔融为止。振动停止后，部件彼此对齐，熔化的聚合物固化后形成焊接。振动焊接类似于旋转焊接，区别在于运动为直线运动而非旋转运动。这一焊接法十分快速，振动频率一般为100～240Hz，振幅为1毫米～5毫米。

　　此焊接工艺的主要优点在于能高速焊接大型复杂线性部件。其它优点还包括：能同时焊接多个部件，焊接工具简单，几乎能焊接所有热塑性材料包括注塑部件、挤塑部件、吹塑部件、热成型部件、发泡部件和冲压部件，主要用于汽车和家用电器行业。

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