一、超聲波焊接原理
超聲波焊接(jie)是利用(yong)高頻振動波傳(chuan)遞到兩(liang)個(ge)需焊接的(de)(de)物體(ti)表(biao)面(mian),在加壓的(de)(de)情(qing)況下,使兩(liang)個(ge)物體(ti)表(biao)面(mian)相互摩擦而形成分子層之間的(de)(de)熔(rong)合。
一套(tao)超(chao)聲波焊接系(xi)統的主要(yao)組件(jian)包括:
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超聲波發生(sheng)器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超聲波焊接是(shi)通(tong)過超聲波發(fa)生器(qi)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 超聲波金屬(shu)焊接(jie)原(yuan)理
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超聲(sheng)波(bo)金(jin)屬(shu)焊(han)接原(yuan)理(li)是利用超聲(sheng)頻(pin)率(lv)(超過(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(yuan)理
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超聲波(bo)(bo)作用于熱(re)塑(su)性的(de)塑(su)料接觸面(mian)時(shi),會產生(sheng)每(mei)秒幾萬(wan)次的(de)高頻(pin)振(zhen)動,這(zhe)種達到(dao)一(yi)定振(zhen)幅(fu)的(de)高頻(pin)振(zhen)動,通(tong)過(guo)上焊件把超聲能量(liang)傳送(song)到(dao)焊區,由于焊區即兩(liang)個(ge)焊接的(de)交界面(mian)處(chu)聲阻大,因此會產生(sheng)局(ju)部高溫(wen)。又由于塑(su)料導熱(re)性差,一(yi)時(shi)還(huan)不能及時(shi)散發,聚集在焊區,致使兩(liang)個(ge)塑(su)料的(de)接觸面(mian)迅速熔(rong)化(hua),加上一(yi)定壓(ya)力(li)后,使其融(rong)合成(cheng)一(yi)體。當超聲波(bo)(bo)停止作用后,讓(rang)壓(ya)力(li)持續幾秒鐘,使其凝固成(cheng)型,這(zhe)樣就形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)堅(jian)固的(de)分子(zi)鏈,達到(dao)焊接的(de)目的(de),焊接強(qiang)度(du)能接近于原材料強(qiang)度(du)。
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超聲(sheng)波塑(su)料焊(han)(han)接(jie)的好壞取決(jue)于換(huan)能器焊(han)(han)頭的振幅(fu),所加壓力(li)(li)及焊(han)(han)接(jie)時間等三個(ge)因(yin)素,焊(han)(han)接(jie)時間和(he)焊(han)(han)頭壓力(li)(li)是(shi)(shi)可(ke)以調節的,振幅(fu)由換(huan)能器和(he)變(bian)幅(fu)桿決(jue)定。這(zhe)三個(ge)量相互作用有個(ge)適宜(yi)值,能量超過適宜(yi)值時,塑(su)料的熔解量就(jiu)大,焊(han)(han)接(jie)物(wu)易變(bian)形(xing);若能量小,則不易焊(han)(han)牢,所加的壓力(li)(li)也不能太大。這(zhe)個(ge)最佳壓力(li)(li)是(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)部分的邊(bian)長與邊(bian)緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波的熔焊應用方法
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01 熔接法(fa)
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以超(chao)音(yin)波超(chao)高(gao)頻率振動的(de)焊頭在適(shi)度壓力下,使(shi)二塊塑(su)膠(jiao)的(de)接(jie)(jie)合面(mian)產生摩擦熱而瞬間(jian)熔融接(jie)(jie)合,焊接(jie)(jie)強度可與本體媲美,采(cai)用合適(shi)的(de)工件(jian)和合理的(de)接(jie)(jie)口設計,可達到(dao)水(shui)密(mi)及氣密(mi),并免除采(cai)用輔助品所帶來的(de)不便(bian),實現高(gao)效清潔的(de)熔接(jie)(jie)。
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02 埋植
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借著焊頭之(zhi)傳(chuan)(chuan)道及適當之(zhi)壓力,瞬間將金(jin)屬零件(如(ru)螺母、螺桿等)擠(ji)入(ru)預留入(ru)塑膠孔內(nei),固(gu)定在一定深(shen)度,完成(cheng)后無論(lun)拉力、扭力均可媲美傳(chuan)(chuan)統模具內(nei)成(cheng)型之(zhi)強度,可免除射出模受損(sun)及射出緩慢之(zhi)缺點。
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03 鉚焊
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鉚(liu)焊(han)法指的是振動的焊(han)頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚(liu)釘狀(zhuang),從而(er)使兩物體機械(xie)鉚(liu)合
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04 點(dian)焊(han)
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點焊指(zhi)的(de)是對于焊線不(bu)易設計的(de)物體(ti)進行分點焊接,同樣(yang)可達到熔接效果。
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05 成型
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本方法(fa)(fa)與鉚(liu)焊(han)(han)法(fa)(fa)類似,將(jiang)凹狀的焊(han)(han)頭(tou)壓著于(yu)塑膠(jiao)品(pin)外圈,焊(han)(han)頭(tou)發出超音波超高頻振動后(hou)將(jiang)塑膠(jiao)溶融成形(xing)而(er)包覆于(yu)金(jin)屬物件使其固(gu)定(ding),且外觀光(guang)滑美觀、此方法(fa)(fa)多使用在電子類、喇叭(ba)之固(gu)定(ding)成形(xing),及化妝品(pin)類之鏡片(pian)固(gu)定(ding)等。
三(san)、焊接優點
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01 超聲波金屬焊(han)接優點
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a、焊接材料不(bu)熔融,不(bu)脆弱金屬特性。
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b、焊接后導電(dian)(dian)性好,電(dian)(dian)阻系數極低或近乎零。
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c、對焊接金(jin)屬(shu)表面要求(qiu)低,氧化或電鍍(du)均可焊接。
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d、焊接時間短,不需任(ren)何助焊劑、氣體(ti)、焊料。
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e、焊(han)接(jie)無火花(hua),環(huan)保安(an)全。
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02 超聲波塑料焊接優點
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a、焊(han)接速度(du)快,焊(han)接強度(du)高、密(mi)封性(xing)好(hao);
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b、取(qu)代傳統的焊(han)接/粘接工藝,成(cheng)本(ben)低廉,清(qing)潔無污染且不會損傷工件;
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c、焊(han)接過程穩定,所有焊(han)接參數均可通過軟件系統(tong)進行跟蹤監控,一旦發現(xian)故(gu)障很容易(yi)進行排除(chu)和維護(hu)。
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四、適用產品(pin)
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1)、鎳(nie)(nie)(nie)氫電(dian)池鎳(nie)(nie)(nie)氫電(dian)池鎳(nie)(nie)(nie)網與鎳(nie)(nie)(nie)片(pian)(pian)互熔與鎳(nie)(nie)(nie)片(pian)(pian)互熔。
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2)、鋰電池、聚合物電池銅箔與(yu)(yu)鎳片互(hu)(hu)熔(rong),鋁(lv)箔與(yu)(yu)鋁(lv)片互(hu)(hu)熔(rong)。
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3)、電線互熔,偏(pian)結成一條(tiao)與多條(tiao)互熔。
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4)、電線(xian)與各種電子元件、接點、連接器互熔(rong)。
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5)、各種家電用品(pin)、汽車用品(pin)的大型(xing)散熱座、熱交(jiao)換鰭片、蜂巢心的互熔。
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6)、電磁(ci)開(kai)關(guan)、無熔絲(si)開(kai)關(guan)等大電流接點,異種金(jin)屬片的互(hu)熔。
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7)、金(jin)屬管的(de)封(feng)尾、切(qie)斷(duan)水、氣(qi)密(mi)。
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五、應用前景
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針對所有(you)(you)的應用(yong)市場,超音波焊接(jie)其特有(you)(you)的優點--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(qi)車:(交通(tong)業(ye))超音(yin)波可通(tong)過計算機程(cheng)序控制(zhi)來實施對大件和不規則(ze)工件的(de)(de)焊接如:保險(xian)杠、前(qian)后門(men)、燈(deng)具、剎車(che)(che)燈(deng)等。隨著(zhu)高(gao)等級道(dao)路的(de)(de)發展,反光片(pian)也越來越多的(de)(de)采(cai)用超音(yin)波焊接。特(te)別是這兩年興起(qi)的(de)(de)新(xin)能(neng)源汽(qi)車(che)(che)行業(ye)也開始廣泛應用,如電池(chi)領(ling)域(yu)等。
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2)家電(dian):通(tong)過適(shi)當(dang)的調整可(ke)用于:手(shou)提日光燈罩,蒸氣(qi)熨門(men)、電(dian)(dian)(dian)視機外殼、收錄、音機透明面板、電(dian)(dian)(dian)源整流(liu)器(qi)、電(dian)(dian)(dian)視機殼螺絲固(gu)定座、減蚊燈殼、洗(xi)衣機脫(tuo)水槽等需要密封、牢固(gu)和美(mei)觀(guan)的家電(dian)(dian)(dian)產品。
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3)包(bao)裝:軟管的封(feng)口,特(te)殊打包帶的連接(jie)。
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4)玩具業(ye):由于采用(yong)了超(chao)音(yin)波技(ji)術使產(chan)品清潔(jie)、高效、牢固,免除使用(yong)螺絲、粘合劑、膠水或(huo)其他輔助品,降低了生產(chan)成本(ben),使企業在市場的競爭力大大增強。
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5)電子:運用(yong)自(zi)動(dong)化方案設計(ji)使(shi)用(yong)戶(hu)達到規(gui)模化生(sheng)產,同時確保產品之品質需(xu)求。
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6)其他商業(ye)用途(tu):從通訊器材,電腦行業、打印設備到(dao)音像制品等,均可(ke)采用明和超音波設備,他給您帶(dai)(dai)來(lai)了簡捷、清潔、高(gao)效(xiao)的生產方式,為(wei)您帶(dai)(dai)來(lai)更多的機會。
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