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cosmo stm超聲波焊接機原理

時間:2022/10/26閱讀:918
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cosmo stm超聲波焊接機原理

利用超聲波的塑料焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車零部件、家電、通訊設(shè)備、辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、包裝產(chǎn)品和紡織產(chǎn)品等領(lǐng)域。在這里,我們將簡單解釋一下超聲波焊接是一種什么樣的技術(shù)的原理,希望您對超聲波焊接的理解能加深一點,以供日后參考。
超聲波焊接一般只對熱塑性樹脂有效,不能應(yīng)用于熱固性樹脂。但是,雖然可以使用超聲波連接鋁和銅等
金屬,但原理與這里所說的“焊接"不同,請看他們。

在超聲波焊接中,以下三個要素是影響焊接的重要因素。

超聲波焊接 = 焊接時間 x 幅度 x 壓力

焊接時間是施加超聲波振動的時間,振幅是超聲波振動的大小,壓力是施加在工件上的載荷。這三個元素都是不可少的,它們的組合極大地改變了焊接強度。
有時我會被問到,“超聲波焊接可以在沒有接觸的情況下進行嗎?但是,由于超聲波焊接總是需要壓力,因此只有在將焊頭施加到工件上并施加壓力時才會產(chǎn)生摩擦熱。
另外,也有人認為施加超聲波振動的喇叭發(fā)熱后進行焊接,但喇叭等振動體處于常溫狀態(tài),焊接只產(chǎn)生摩擦熱。

其次,與超聲波焊接有關(guān)的因素有以下幾個。

● 頻率
是每秒振動的次數(shù),單位是Hz(赫茲)。在 20 kHz 時,它每秒振動 20,000 次。
較低的頻率可以處理較大的零件,但對工件的影響更大。


因超聲波頻率不同而產(chǎn)生的特性
低的頻率高的
大的適用工件尺寸小的
大的振蕩器和振蕩器的最大輸出小的
大的最大振幅小的
大的工作損壞小的
大的焊接時的噪音小的
大的設(shè)備尺寸小的


● 輸出
一般情況下,表示振蕩器規(guī)格的輸出是該振蕩器的最大輸出,應(yīng)視為與汽車的最大輸出相同。換言之,在使用 2000W 的振蕩器進行焊接時,并非總是以 2000W 的輸出進行焊接。
焊接所需的輸出由工作量、壓力、振幅等負載條件決定,振蕩器根據(jù)負載情況自動改變振蕩輸出。
當對喇叭的前端施加負載時,喇叭和振動堆棧的聲阻抗會增加,從而產(chǎn)生更高的振蕩輸出。
當這個振蕩輸出快要超過振蕩器的最大輸出時,保護電路被激活并發(fā)生過載錯誤。
以超聲波焊機振蕩器為例,即使最大輸出為3000W,實際焊接輸出為200W左右,也沒有問題。但是,一般來說,振蕩器的輸出越高,設(shè)備的價格就越高。選擇振蕩器。

● 振蕩時間(焊接時間)
這是超聲波的振蕩時間,通常焊接時間越長,熔化越好,焊接強度越高,越脆,反之,焊接強度下降。
在焊接要求氣密性和水密性的工件時,如果出現(xiàn)碳化現(xiàn)象,由于毛細作用,會從該部位發(fā)生滲漏。設(shè)置最短的時間來獲得所需的焊接強度也很好,因為這也會導致毛刺的產(chǎn)生。
盡量保持在 1 秒或更短。

● 冷卻時間(保持時間)
即使在超聲波的振蕩停止后,通過繼續(xù)對焊接部分加壓和冷卻,也可以提高焊接強度。
換言之,如果沒有提供足夠的冷卻時間,熔化的樹脂會在膨脹的同時重新凝固,在內(nèi)部產(chǎn)生氣泡,無法獲得足夠的強度。
通常情況下,焊接硬質(zhì)樹脂時較短,焊接柔性樹脂時較長。

● 振幅
超聲波從喇叭前端傳到工件的振幅。
振幅越高,焊接性越好,但如果振幅太大,工件可能會出現(xiàn)劃痕和裂紋,損壞物品的可能性很大,所以要小心。
喇叭的材質(zhì)也有限制,在20kHz時,振幅100μm(PP)用鈦喇叭沒有問題,但用鐵或鋁喇叭,內(nèi)應(yīng)力超過屈服應(yīng)力值基材。這增加了發(fā)生裂紋(疲勞斷裂)的可能性。
在高振幅的情況下,振蕩輸出相對較高,在低振幅的情況下,焊接時的輸出也較低。
幅度也有一個閾值,焊接某種樹脂材料需要一個最小幅度。如果您沒有給出高于此閾值的幅度,即使您增加時間或壓力,您也無法焊接。特別是在焊接結(jié)晶性樹脂的情況下,需要高振幅來破壞樹脂的分子結(jié)構(gòu)。
振幅受喇叭的形狀和放大器的放大倍數(shù)影響很大,通過振蕩器的功率控制功能進行微調(diào)。

● 外加壓力(負載)
這是從焊頭前端傳遞到工件的機械動力之一,外加壓力低則相對輸出低,高則輸出高。設(shè)置壓力以匹配要焊接的工件,因為它與幅度相關(guān)。
手持式超聲波焊接機用手施加負載,但在手工工作的情況下,壓力往往不穩(wěn)定,導致焊接不均勻。
標準超聲波焊接機使用氣缸作為壓力機構(gòu)。
壓力越高,焊接時間越短。但是,如果壓力高,能量導向器(ED)只會塌陷,不會全部熔化,導致焊接強度不足和工件變形。你必須這樣做在你繼續(xù)之前的東西。
相反,如果壓力過低,則會低于氣缸的可用范圍,運行可能會變得不穩(wěn)定。此外,樹脂不會發(fā)熱,不能焊接,除非施加超過一定水平的壓力,因此必須在觀察焊接狀態(tài)的同時將壓力設(shè)置為適當?shù)闹怠?/span>



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