超聲波焊接使用探討論文

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概述:

目前利用超聲設備焊接各種塑件已相當普及,產品包裝.切割.鉚埋.壓花.打孔.等行業是必不可缺的設備,于是各式各樣,各種功能的超聲焊接也應運而生,應用領域不同,使用方法和對設備要求大不相同.現時使用中消費者存在很大的區.真對這些誤區加一說明!

1)焊接原理上理解誤區

有相當一部分從事多年超聲焊接方面的人員.對超聲能量地傳遞有一種誤解,認為是音波在接觸面進行焊接,其實這是一種誤解,真正的焊接原理是:換能器把電能轉換為機械后,通過工件物質分子進行傳導,聲波在固體中地傳導聲阻遠小于在空氣中的聲阻,當聲波通過工件接縫時,縫隙中的聲阻大,產生的熱能相當就大.溫度首先達到工件的容點,再加上一定的壓力,使接縫熔接.而工件的其它部分由于熱阻小,溫度低不會熔接.其原理同電工學中的歐姆定律類似.

2)工件材料誤區:

超聲焊接機對要焊接的工件材質也是有要求的,不是所有材料都能焊接,有人理解為任何材料都可以焊接,這是一個很大的誤解.不同種材質之間有的能更好地焊接,有的是基本能相熔,有的是不相熔的.同一材料之間熔點是相同的,從原理講是可以焊接的,但是當要焊接的工件的熔點大于350℃時,就不在適合用超聲焊接了.因為超聲是瞬間使工件分子溶化,判斷依據是在3秒之內,不能良好熔接,就應該選擇其它焊接工藝.如熱板焊接等.一般來講ABS料是最容易焊接,尼龍是最難熔接的.具體焊接材料選擇請參考附表:

焊接工件的工藝誤區

3)超聲能量是瞬間爆發地,熔接處應成點或線條,以及傳遞的距離都要符合超聲焊接方式.有人認為只要是塑料材料,無論怎樣接合面都可以良好地焊接,這也是一個錯誤認識.當瞬間能量產生時,接縫面積越大,能量分散越嚴重,焊接效果越差,甚至無法焊接.另外超聲波是縱向傳波的,能量損失同距離成正比,遠距離焊接應控制在6厘米以內.焊接線應控制在30----80絲之間為宜,工件的臂厚不能低于2毫米,否則不能良好熔接,特別是要求氣密的產品.

各種焊接工藝見附表:

超聲輸出功率誤區

4)超聲波輸出功率的大小,同壓電陶瓷片的直徑和厚度、材質、設計工藝決定,一但換能器定型,最大功率也就定型了,衡量輸出能量的大小是一個復雜的過成,不是換能器越大,電路使用功率管越多,輸出能量就越大,它須要相當復雜的振幅測量儀,才能準確測量其振幅,由于大多數使用者對超聲知識太了解,又加上某些銷售人員的誤導,給消費者一個錯誤認識.消耗電能多少并不能反應輸出超生功率的大小,如產生縱向能量低,而消耗電流大,只能說明設備的效率低下.無功功率大而宜.

超聲焊接機種選擇誤區

5)使用多大輸出功率,振蕩頻率、振幅范圍，要根據工件的材料、焊線面積、工件內是否有電子元器件、是否要氣密等因素來考慮。誤認為功率越大越好。這也是一個誤解。如果對超聲不是太了解。最好請教正規的超聲波生產廠工程技術人員。有條件的話最好到廠家現場勾通，不要盲目聽從一些非正規超聲銷售人員的誤導。目前生產相關設備的公司特別混雜，其中大部為家庭式作坊，對電路進行生搬硬套仿制，對工作原理似懂非懂。仿制出的設備有以下致命缺陷。其一是外買元材料品質無法保證，其二生產工藝的核心技術沒有掌握。設備在中功率和大功率工作時經常表現出不穩定，產品合格率低。有時會設備損壞。如驅動換能器的功率變壓器，所使用的磁性材料參數無法測量，

磁飽和磁通密度（Bs）磁感應強度（Bm）、有效磁導率（Ue）、剩余磁通密度（Br）、矯頑力（A/M）、損耗因數（tan￡）、溫度系數（au/K—1），繞制工藝相當講究，包擴抽真空浸環氧樹質。這些測試設備和生產環境家庭式工廠是無法做到的。所以在勾買超聲時，最好先了解一下公司情況，不要盲目聽從銷售員吹捧，也不要只看價格。只有這樣才能日后減少不必要麻煩。

焊模結構的誤區

6）超聲模具（HORN）型式多種多樣，工件的型狀決定著模具外型，但每部分的尺寸和弧度、材質都要嚴格計算的，有人錯誤認為只不過是一個金屬塊而宜。設計的是否合理直接影響著模具的效率、壽命、產品的合格率、嚴重時會直接燒壞發生器。模具的材料一般使用鎂鋁7075，而有些人為降低成本，使用劣質材料，或仿冒的7075。正規模具生產商進料都有一套嚴格地檢驗程序，加工尺寸都是經過計算機軟件模擬和校驗后加工出來的。品質才有保障。這些工序一般作坊是無法做到的，如不經過合理地設計，做出的模具，在焊接小工件時，反應問題還不明顯，當大功率時就會出現各種弊端。嚴重時直接損壞功率元件。