一、超聲波焊接原理
超(chao)聲波焊接(jie)是利用(yong)高頻振動波(bo)傳遞到兩(liang)個(ge)需焊接的物體表面(mian),在加(jia)壓的情況下,使兩(liang)個(ge)物體表面(mian)相(xiang)互摩擦而(er)形成分(fen)子(zi)層(ceng)之間的熔(rong)合。
一(yi)套超(chao)聲波焊接系統的主要(yao)組件包括:
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超聲波發生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)聲波焊接是通(tong)過超(chao)聲波發生器將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 超聲波(bo)金屬焊接原理
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超(chao)聲(sheng)波金屬焊(han)接原理是利用超(chao)聲(sheng)頻(pin)率(超(chao)過(guo)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(sheng)波(bo)作用(yong)于(yu)熱(re)塑性(xing)的(de)塑料接觸面(mian)時(shi)(shi),會產生每秒幾(ji)萬次的(de)高(gao)頻振(zhen)動,這種達到一(yi)定振(zhen)幅的(de)高(gao)頻振(zhen)動,通過上焊(han)件把超聲(sheng)能量(liang)傳送到焊(han)區(qu)(qu),由于(yu)焊(han)區(qu)(qu)即兩(liang)個焊(han)接的(de)交界面(mian)處聲(sheng)阻大,因此會產生局部高(gao)溫(wen)。又由于(yu)塑料導熱(re)性(xing)差(cha),一(yi)時(shi)(shi)還不能及時(shi)(shi)散發,聚集(ji)在焊(han)區(qu)(qu),致使兩(liang)個塑料的(de)接觸面(mian)迅(xun)速熔化,加上一(yi)定壓力(li)后(hou),使其(qi)融(rong)合成(cheng)一(yi)體。當超聲(sheng)波(bo)停止作用(yong)后(hou),讓壓力(li)持續幾(ji)秒鐘,使其(qi)凝固成(cheng)型,這樣就(jiu)形(xing)成(cheng)一(yi)個堅固的(de)分子(zi)鏈,達到焊(han)接的(de)目的(de),焊(han)接強(qiang)度能接近(jin)于(yu)原材(cai)料強(qiang)度。
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超聲波塑料(liao)焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)好壞(huai)取決于換能(neng)器焊頭的(de)(de)(de)振幅(fu)(fu),所加壓(ya)力(li)及(ji)焊接(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)等(deng)三個因素,焊接(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)和(he)焊頭壓(ya)力(li)是可以調節的(de)(de)(de),振幅(fu)(fu)由換能(neng)器和(he)變幅(fu)(fu)桿決定(ding)。這三個量(liang)相互作用有個適宜值,能(neng)量(liang)超過(guo)適宜值時(shi),塑料(liao)的(de)(de)(de)熔(rong)解(jie)量(liang)就大,焊接(jie)(jie)(jie)物易(yi)變形;若能(neng)量(liang)小(xiao),則不易(yi)焊牢(lao),所加的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)也不能(neng)太大。這個最佳壓(ya)力(li)是焊接(jie)(jie)(jie)部分的(de)(de)(de)邊(bian)長與邊(bian)緣(yuan)每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音(yin)波的(de)熔(rong)焊應(ying)用(yong)方法
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01 熔接法(fa)
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以超(chao)音波超(chao)高頻率振動的焊頭在(zai)適度壓力(li)下,使(shi)二塊(kuai)塑膠的接(jie)合(he)(he)面(mian)產生摩擦熱而瞬(shun)間熔融接(jie)合(he)(he),焊接(jie)強度可(ke)與(yu)本體媲美(mei),采(cai)(cai)用(yong)合(he)(he)適的工件和合(he)(he)理的接(jie)口設(she)計,可(ke)達到(dao)水密及(ji)氣密,并免除(chu)采(cai)(cai)用(yong)輔助品所帶來(lai)的不(bu)便,實現高效清(qing)潔(jie)的熔接(jie)。
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02 埋植
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借(jie)著焊頭之傳道(dao)及適當之壓力(li),瞬(shun)間將(jiang)金屬(shu)零(ling)件(如螺(luo)母(mu)、螺(luo)桿(gan)等)擠入(ru)(ru)預(yu)留(liu)入(ru)(ru)塑膠(jiao)孔內(nei),固定在(zai)一定深度,完成后無論拉力(li)、扭力(li)均可媲美(mei)傳統模具內(nei)成型之強度,可免(mian)除射出(chu)模受損(sun)及射出(chu)緩慢之缺點。
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03 鉚(liu)焊
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鉚(liu)(liu)焊法指的(de)是振動(dong)的(de)焊頭壓制(zhi)物品(pin)的(de)突起處使其熱熔為鉚(liu)(liu)釘狀,從而(er)使兩物體機(ji)械鉚(liu)(liu)合
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04 點焊
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點焊(han)指的(de)是對于焊(han)線不易設計(ji)的(de)物體進行(xing)分(fen)點焊(han)接,同(tong)樣可達(da)到(dao)熔接效果(guo)。
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05 成型(xing)
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本方法(fa)與(yu)鉚焊(han)法(fa)類似(si),將凹狀的焊(han)頭壓著于(yu)塑(su)膠品外(wai)圈,焊(han)頭發出超音波超高頻(pin)振動后將塑(su)膠溶融(rong)成形(xing)而包覆于(yu)金屬物件(jian)使其(qi)固(gu)定(ding),且(qie)外(wai)觀光滑美觀、此方法(fa)多使用(yong)在電子類、喇叭之固(gu)定(ding)成形(xing),及化妝(zhuang)品類之鏡片固(gu)定(ding)等。
三、焊接優點
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01 超聲波金屬(shu)焊接優點
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a、焊接材(cai)料不熔融(rong),不脆弱金屬特性。
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b、焊接后(hou)導電性好,電阻系數極低或近乎零。
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c、對焊接(jie)金屬(shu)表面要求低,氧化或電鍍均可焊接(jie)。
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d、焊(han)(han)接時間(jian)短,不(bu)需(xu)任(ren)何(he)助焊(han)(han)劑、氣體、焊(han)(han)料。
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e、焊(han)接無(wu)火花,環保安全。
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02 超(chao)聲波塑(su)料焊接優點
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a、焊接(jie)速度快,焊接(jie)強度高、密封(feng)性好;
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b、取代傳統的焊接(jie)/粘接(jie)工(gong)藝,成本低廉(lian),清潔無污染且不(bu)會(hui)損傷工(gong)件(jian);
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c、焊接(jie)過程穩定,所有焊接(jie)參數均可通過軟件(jian)系統進(jin)行跟(gen)蹤(zong)監控,一旦發現故障(zhang)很容易進(jin)行排(pai)除和維(wei)護。
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四、適(shi)用產(chan)品
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1)、鎳氫(qing)電池鎳氫(qing)電池鎳網(wang)與(yu)鎳片(pian)互(hu)熔與(yu)鎳片(pian)互(hu)熔。
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2)、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片(pian)互熔(rong),鋁箔與鋁片(pian)互熔(rong)。
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3)、電線互(hu)熔,偏結成一條與多條互(hu)熔。
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4)、電(dian)線與各(ge)種電(dian)子元(yuan)件、接(jie)點、連接(jie)器(qi)互熔。
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5)、各(ge)種(zhong)家電用品、汽(qi)車用品的大(da)型散熱(re)座、熱(re)交換鰭片(pian)、蜂巢心(xin)的互(hu)熔。
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6)、電磁開關、無(wu)熔(rong)絲開關等(deng)大電流接點(dian),異種金屬(shu)片的互(hu)熔(rong)。
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7)、金屬管的封尾、切斷水(shui)、氣密。
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五、應用(yong)前景
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針對所有的(de)應用市場,超音波焊(han)接其特有的(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)汽車:(交通業(ye))超音(yin)波可(ke)通過計算機程序控制來(lai)實施(shi)對(dui)大件(jian)和不規則工件(jian)的焊接如:保險杠、前后門、燈(deng)具(ju)、剎車(che)燈(deng)等(deng)。隨著高等(deng)級道路的發展,反光片(pian)也(ye)(ye)越(yue)來(lai)越(yue)多的采用超音(yin)波焊接。特別是這兩年興(xing)起的新能源汽車(che)行業(ye)也(ye)(ye)開始廣(guang)泛(fan)應(ying)用,如電池(chi)領域等(deng)。
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2)家電:通過適當的調整可用于:手(shou)提日光燈罩,蒸氣熨門、電(dian)(dian)視機外殼(ke)、收(shou)錄、音(yin)機透明面板、電(dian)(dian)源整流器(qi)、電(dian)(dian)視機殼(ke)螺絲固定座、減(jian)蚊燈殼(ke)、洗衣(yi)機脫水槽等需要密(mi)封、牢固和美觀的家電(dian)(dian)產品。
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3)包(bao)裝(zhuang):軟(ruan)管的封口,特殊(shu)打包帶(dai)的連接。
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4)玩具業:由于采用了超音波技(ji)術(shu)使(shi)(shi)產品清(qing)潔(jie)、高效、牢固(gu),免(mian)除使(shi)(shi)用螺絲、粘合劑、膠(jiao)水或其(qi)他輔助(zhu)品,降低(di)了生產成(cheng)本,使(shi)(shi)企業在市場的競爭力(li)大大增強。
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5)電子:運用自動化方案設計使(shi)用戶達到規模化生產,同時確保產品(pin)之(zhi)品(pin)質需求(qiu)。
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6)其他商業用途:從通(tong)訊(xun)器材,電(dian)腦行業、打印(yin)設備到(dao)音像制品(pin)等,均(jun)可(ke)采用明和超音波設備,他給(gei)您帶(dai)來了簡捷、清潔、高(gao)效的生產(chan)方式,為您帶(dai)來更多的機會。
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