一、超聲波焊接原理
超聲波焊接是利用高頻振動(dong)波傳遞到(dao)兩個(ge)(ge)需焊接的(de)物體表(biao)面,在加壓(ya)的(de)情況下(xia),使兩個(ge)(ge)物體表(biao)面相互(hu)摩擦而形成分子層之間的(de)熔合。
一套超聲波(bo)焊(han)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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超聲波焊(han)接是通過(guo)超聲波發生器(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 超聲波金屬焊接原理
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超(chao)聲(sheng)波金屬焊接原理是利用超(chao)聲(sheng)頻率(超(chao)過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(chao)聲波作用(yong)于(yu)熱(re)塑(su)性的(de)(de)塑(su)料接(jie)觸面(mian)時(shi),會(hui)產(chan)生每(mei)秒(miao)幾萬(wan)次的(de)(de)高(gao)(gao)頻振動,這(zhe)種達(da)到一(yi)定振幅(fu)的(de)(de)高(gao)(gao)頻振動,通(tong)過上焊(han)(han)件把超(chao)聲能量(liang)傳送到焊(han)(han)區,由于(yu)焊(han)(han)區即兩個(ge)焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)交界面(mian)處聲阻(zu)大,因此會(hui)產(chan)生局部高(gao)(gao)溫。又由于(yu)塑(su)料導熱(re)性差,一(yi)時(shi)還不能及時(shi)散(san)發(fa),聚集在(zai)焊(han)(han)區,致(zhi)使兩個(ge)塑(su)料的(de)(de)接(jie)觸面(mian)迅速(su)熔化,加上一(yi)定壓(ya)力后,使其融合成(cheng)一(yi)體。當(dang)超(chao)聲波停止作用(yong)后,讓壓(ya)力持續(xu)幾秒(miao)鐘,使其凝(ning)固(gu)成(cheng)型,這(zhe)樣就形成(cheng)一(yi)個(ge)堅固(gu)的(de)(de)分子鏈,達(da)到焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)目的(de)(de),焊(han)(han)接(jie)強度能接(jie)近于(yu)原材料強度。
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超聲波塑料焊(han)(han)接(jie)的(de)(de)好壞取決于換能(neng)器(qi)焊(han)(han)頭(tou)的(de)(de)振幅,所(suo)加(jia)壓(ya)力(li)及焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)間等三(san)個(ge)(ge)(ge)因素,焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)間和(he)焊(han)(han)頭(tou)壓(ya)力(li)是(shi)可以調(diao)節的(de)(de),振幅由換能(neng)器(qi)和(he)變幅桿(gan)決定。這三(san)個(ge)(ge)(ge)量(liang)相(xiang)互作用有個(ge)(ge)(ge)適宜值,能(neng)量(liang)超過(guo)適宜值時(shi)(shi),塑料的(de)(de)熔解量(liang)就大,焊(han)(han)接(jie)物易(yi)變形;若(ruo)能(neng)量(liang)小(xiao),則(ze)不易(yi)焊(han)(han)牢,所(suo)加(jia)的(de)(de)壓(ya)力(li)也不能(neng)太大。這個(ge)(ge)(ge)最(zui)佳壓(ya)力(li)是(shi)焊(han)(han)接(jie)部分的(de)(de)邊長(chang)與邊緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波的熔焊應(ying)用方法(fa)
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01 熔接法
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以超音波超高(gao)頻率振動的焊頭在適度(du)壓(ya)力下(xia),使二塊塑膠的接(jie)(jie)合(he)(he)面產生(sheng)摩擦熱(re)而(er)瞬間熔融接(jie)(jie)合(he)(he),焊接(jie)(jie)強度(du)可與(yu)本體媲美,采用合(he)(he)適的工件和合(he)(he)理(li)的接(jie)(jie)口設計,可達到水密及氣密,并(bing)免除采用輔助品(pin)所(suo)帶來的不便,實現高(gao)效(xiao)清潔的熔接(jie)(jie)。
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02 埋植(zhi)
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借著焊頭之(zhi)傳(chuan)道及適當之(zhi)壓力,瞬間將金(jin)屬零件(jian)(如螺母、螺桿(gan)等)擠入預留入塑膠孔內,固定(ding)在(zai)一定(ding)深(shen)度(du),完成后(hou)無論拉力、扭(niu)力均可媲美傳(chuan)統(tong)模具內成型之(zhi)強度(du),可免除射(she)出模受(shou)損及射(she)出緩慢(man)之(zhi)缺(que)點(dian)。
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03 鉚焊
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鉚焊(han)法(fa)指的(de)(de)是振動的(de)(de)焊(han)頭壓(ya)制物(wu)品的(de)(de)突起處(chu)使其熱熔為鉚釘狀,從而使兩物(wu)體(ti)機械(xie)鉚合
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04 點(dian)焊
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點焊(han)指的是(shi)對于焊(han)線不易設計的物(wu)體進行(xing)分點焊(han)接,同樣可(ke)達到熔(rong)接效果(guo)。
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05 成(cheng)型
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本方(fang)法與鉚(liu)焊(han)法類似,將凹狀(zhuang)的焊(han)頭壓著于塑(su)膠(jiao)品(pin)外圈,焊(han)頭發出超音波超高頻振動后將塑(su)膠(jiao)溶融(rong)成(cheng)(cheng)形而包覆于金屬(shu)物(wu)件使其固(gu)定(ding),且(qie)外觀光滑美觀、此(ci)方(fang)法多(duo)使用在(zai)電子類、喇叭之(zhi)固(gu)定(ding)成(cheng)(cheng)形,及(ji)化妝品(pin)類之(zhi)鏡片固(gu)定(ding)等。
三、焊接優(you)點
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01 超(chao)聲波金屬焊接優點
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a、焊接材(cai)料不熔融,不脆弱金屬特性。
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b、焊接后導電性好,電阻系(xi)數(shu)極低或近乎(hu)零(ling)。
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c、對焊接(jie)金屬表(biao)面要求(qiu)低,氧化或電(dian)鍍(du)均可焊接(jie)。
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d、焊(han)(han)接時間(jian)短(duan),不(bu)需任(ren)何助焊(han)(han)劑、氣體、焊(han)(han)料。
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e、焊接(jie)無火花(hua),環保安(an)全。
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02 超(chao)聲(sheng)波塑(su)料焊(han)接優點
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a、焊接速(su)度快,焊接強(qiang)度高(gao)、密封性好(hao);
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b、取代傳(chuan)統的焊接(jie)/粘接(jie)工藝,成本(ben)低廉(lian),清潔無污染且不會損(sun)傷(shang)工件(jian);
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c、焊接過程穩定,所(suo)有(you)焊接參數均可通過軟件系(xi)統進(jin)行(xing)跟蹤(zong)監控(kong),一旦發現故障很容易(yi)進(jin)行(xing)排除和維(wei)護。
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四、適用產品
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1)、鎳氫(qing)電(dian)池鎳氫(qing)電(dian)池鎳網與鎳片互熔與鎳片互熔。
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2)、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互(hu)熔(rong),鋁(lv)(lv)箔與鋁(lv)(lv)片互(hu)熔(rong)。
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3)、電線互熔,偏結(jie)成一條與多(duo)條互熔。
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4)、電(dian)線(xian)與各種電(dian)子元件、接點、連接器互熔。
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5)、各種家電用品、汽車用品的大型散熱(re)座、熱(re)交換鰭片、蜂巢(chao)心的互熔。
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6)、電磁開關、無熔絲開關等大電流接點(dian),異種(zhong)金屬片的互熔。
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7)、金屬管的封尾、切斷水(shui)、氣密。
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五、應用前景(jing)
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針對所有(you)的(de)應用(yong)市場,超音波(bo)焊接其特有(you)的(de)優(you)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(jiao)通業)超音(yin)波可通過計算機程(cheng)序控(kong)制來實施對大件和不規則工件的(de)焊接(jie)如:保(bao)險杠、前(qian)后門、燈具、剎車燈等。隨著高等級道(dao)路的(de)發展(zhan),反光片也(ye)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)采用超音(yin)波焊接(jie)。特別是(shi)這兩年興起的(de)新(xin)能源汽車行(xing)業也(ye)開始廣(guang)泛應用,如電池(chi)領域等。
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2)家電(dian):通過適當的調整可用于:手提日光(guang)燈罩,蒸氣(qi)熨門、電(dian)視機(ji)外殼(ke)、收錄(lu)、音機(ji)透明面板、電(dian)源(yuan)整流器、電(dian)視機(ji)殼(ke)螺絲固(gu)定座、減蚊燈殼(ke)、洗(xi)衣機(ji)脫水(shui)槽等需(xu)要密封、牢固(gu)和(he)美觀的家電(dian)產品。
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3)包裝:軟管的(de)封口,特殊打包(bao)帶的(de)連接(jie)。
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4)玩具業(ye):由于采用(yong)了超音(yin)波(bo)技術(shu)使(shi)產品清潔、高效、牢固,免(mian)除使(shi)用(yong)螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品,降低了生產成本,使(shi)企業在市場的競(jing)爭(zheng)力大(da)大(da)增強。
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5)電子:運用自動化方(fang)案設計使用戶(hu)達到規模化生產,同(tong)時(shi)確保(bao)產品之品質需求。
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6)其(qi)他商(shang)業用途(tu):從通訊器材,電(dian)腦行業、打(da)印設(she)備(bei)到(dao)音(yin)像(xiang)制品等,均可采用明和超(chao)音(yin)波(bo)設(she)備(bei),他(ta)給您帶(dai)來(lai)了簡捷(jie)、清潔、高效(xiao)的生產(chan)方(fang)式,為您帶(dai)來(lai)更多的機會。
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