一、超聲波焊接原理
超聲波焊接(jie)是利用高頻振動波傳遞到(dao)兩個(ge)需(xu)焊接的物(wu)體(ti)表(biao)面,在加壓(ya)的情況下,使(shi)兩個(ge)物(wu)體(ti)表(biao)面相互摩擦而形成分子層之(zhi)間的熔合(he)。
一套超聲波(bo)焊接系統的主要組件包括:
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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(sheng)波焊接是通(tong)過超聲(sheng)波發生(sheng)器將(jiang)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(chao)聲波金(jin)屬焊接原(yuan)理
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超(chao)(chao)聲波金屬焊(han)接原理(li)是利用超(chao)(chao)聲頻率(超(chao)(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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超聲(sheng)波作用(yong)于(yu)熱(re)(re)塑性的塑料(liao)(liao)接(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)時,會(hui)產生每秒(miao)幾萬次的高(gao)頻(pin)振(zhen)動,這種達(da)到一定振(zhen)幅的高(gao)頻(pin)振(zhen)動,通過上焊(han)(han)(han)件把超聲(sheng)能(neng)量傳(chuan)送到焊(han)(han)(han)區,由(you)(you)于(yu)焊(han)(han)(han)區即兩(liang)(liang)個焊(han)(han)(han)接(jie)的交界面(mian)(mian)處聲(sheng)阻(zu)大,因此會(hui)產生局部高(gao)溫(wen)。又由(you)(you)于(yu)塑料(liao)(liao)導熱(re)(re)性差,一時還(huan)不能(neng)及時散發,聚集(ji)在焊(han)(han)(han)區,致使兩(liang)(liang)個塑料(liao)(liao)的接(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)迅速熔化,加上一定壓力后,使其(qi)融合成一體(ti)。當超聲(sheng)波停(ting)止作用(yong)后,讓壓力持(chi)續(xu)幾秒(miao)鐘,使其(qi)凝(ning)固成型,這樣就形(xing)成一個堅固的分(fen)子鏈,達(da)到焊(han)(han)(han)接(jie)的目的,焊(han)(han)(han)接(jie)強度能(neng)接(jie)近于(yu)原材(cai)料(liao)(liao)強度。
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超(chao)聲(sheng)波塑料焊接的好壞取決于換(huan)能(neng)(neng)器焊頭(tou)的振幅(fu),所加壓力(li)(li)及焊接時間等(deng)三個(ge)(ge)(ge)因素,焊接時間和(he)焊頭(tou)壓力(li)(li)是可以調節的,振幅(fu)由換(huan)能(neng)(neng)器和(he)變(bian)幅(fu)桿決定。這三個(ge)(ge)(ge)量相互作用有個(ge)(ge)(ge)適宜值,能(neng)(neng)量超(chao)過適宜值時,塑料的熔解量就大(da)(da),焊接物易變(bian)形;若能(neng)(neng)量小,則不易焊牢,所加的壓力(li)(li)也不能(neng)(neng)太大(da)(da)。這個(ge)(ge)(ge)最佳壓力(li)(li)是焊接部分的邊(bian)長與(yu)邊(bian)緣每(mei)1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波的(de)熔焊應用方(fang)法
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01 熔接(jie)法
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以超音波超高頻率振動的(de)(de)焊頭(tou)在適度(du)(du)壓力下,使二塊塑膠的(de)(de)接合(he)面產生摩(mo)擦熱(re)而(er)瞬間熔融接合(he),焊接強度(du)(du)可(ke)與本(ben)體媲(pi)美,采(cai)用(yong)合(he)適的(de)(de)工件和(he)合(he)理的(de)(de)接口設計,可(ke)達(da)到水密(mi)及氣密(mi),并免(mian)除采(cai)用(yong)輔助品(pin)所帶來的(de)(de)不便,實現(xian)高效(xiao)清(qing)潔的(de)(de)熔接。
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02 埋植
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借著(zhu)焊頭之傳道及適當之壓(ya)力,瞬(shun)間將金屬零(ling)件(如螺母、螺桿等)擠(ji)入預留入塑膠孔內,固(gu)定在一定深度,完(wan)成(cheng)后無(wu)論拉(la)力、扭力均可媲(pi)美傳統模(mo)具內成(cheng)型之強度,可免(mian)除射出模(mo)受損及射出緩慢之缺點。
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03 鉚焊
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鉚焊法指的是振動的焊頭壓制物品(pin)的突起(qi)處使其熱熔為鉚釘狀(zhuang),從(cong)而使兩物體機(ji)械鉚合
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04 點焊(han)
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點焊(han)指(zhi)的(de)(de)是對(dui)于焊(han)線(xian)不易設計的(de)(de)物體進行分(fen)點焊(han)接(jie),同樣(yang)可達到熔接(jie)效(xiao)果。
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05 成型
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本方(fang)法與鉚(liu)焊(han)法類(lei)似,將凹狀的(de)焊(han)頭(tou)壓著于塑(su)膠品外(wai)圈(quan),焊(han)頭(tou)發出超(chao)音波超(chao)高頻振動后將塑(su)膠溶融成形(xing)而包(bao)覆于金屬(shu)物件使其固(gu)定(ding),且外(wai)觀(guan)光滑美觀(guan)、此方(fang)法多使用在電子類(lei)、喇叭之(zhi)固(gu)定(ding)成形(xing),及化妝品類(lei)之(zhi)鏡片固(gu)定(ding)等。
三、焊(han)接優點
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01 超聲波(bo)金(jin)屬焊接優點
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a、焊接(jie)材料不熔(rong)融(rong),不脆弱金屬(shu)特性(xing)。
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b、焊接后導(dao)電(dian)性好,電(dian)阻系數極低或近(jin)乎零(ling)。
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c、對焊接金屬表面要求(qiu)低,氧(yang)化或(huo)電鍍均可焊接。
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d、焊接時間短,不(bu)需任何(he)助(zhu)焊劑、氣體、焊料。
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e、焊(han)接無火花,環保安(an)全。
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02 超聲波塑料焊接(jie)優(you)點
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a、焊接速度快,焊接強(qiang)度高、密封(feng)性好(hao);
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b、取代傳統(tong)的(de)焊接(jie)(jie)/粘接(jie)(jie)工(gong)藝,成(cheng)本低(di)廉,清潔無污染(ran)且不會損傷工(gong)件;
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c、焊(han)接過程穩(wen)定(ding),所有焊(han)接參(can)數(shu)均可(ke)通過軟件系統(tong)進行跟蹤監控,一旦發(fa)現故障很容易進行排除和維護。
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四、適用產品
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1)、鎳(nie)(nie)(nie)(nie)氫(qing)電池鎳(nie)(nie)(nie)(nie)氫(qing)電池鎳(nie)(nie)(nie)(nie)網(wang)與鎳(nie)(nie)(nie)(nie)片互熔與鎳(nie)(nie)(nie)(nie)片互熔。
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2)、鋰電池(chi)、聚(ju)合(he)物電池(chi)銅箔與鎳片(pian)互(hu)熔,鋁箔與鋁片(pian)互(hu)熔。
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3)、電線互熔,偏結成一條(tiao)(tiao)與多條(tiao)(tiao)互熔。
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4)、電(dian)線與各種電(dian)子(zi)元件、接(jie)點、連接(jie)器互熔(rong)。
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5)、各(ge)種(zhong)家電用品、汽(qi)車用品的大型散熱座、熱交換鰭片(pian)、蜂巢心(xin)的互(hu)熔。
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6)、電磁開(kai)關、無熔(rong)絲(si)開(kai)關等大(da)電流接點,異(yi)種(zhong)金(jin)屬片的(de)互熔(rong)。
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7)、金屬管的封尾、切斷水、氣密。
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五、應用前景
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針(zhen)對所有的(de)應用市場,超音波(bo)焊接其(qi)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(qi)車:(交(jiao)通(tong)(tong)業)超音波(bo)可通(tong)(tong)過計算(suan)機程序控(kong)制來(lai)實施對大件和不規則工件的焊(han)(han)接如:保險杠、前后門、燈具、剎車燈等(deng)(deng)。隨(sui)著(zhu)高等(deng)(deng)級道路的發展,反光片也越(yue)來(lai)越(yue)多的采用超音波(bo)焊(han)(han)接。特別是這(zhe)兩年興(xing)起的新(xin)能源(yuan)汽車行業也開始廣(guang)泛應用,如電(dian)池領域(yu)等(deng)(deng)。
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2)家電:通過適當的調整可(ke)用于:手提日光燈罩(zhao),蒸氣熨門、電視機(ji)外殼、收錄、音機(ji)透明面板、電源整流(liu)器(qi)、電視機(ji)殼螺絲固定座、減蚊燈殼、洗衣機(ji)脫水槽等需要(yao)密(mi)封、牢固和美觀的家(jia)電產(chan)品。
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3)包裝:軟管的封(feng)口,特殊打包(bao)帶的連接。
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4)玩具業:由于采(cai)用了超(chao)音(yin)波技術使產(chan)品清(qing)潔、高效、牢固(gu),免除使用螺絲、粘合(he)劑、膠水或其(qi)他輔(fu)助品,降低(di)了生(sheng)產(chan)成(cheng)本,使企業(ye)在市(shi)場的競爭力大(da)大(da)增(zeng)強。
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5)電(dian)子:運用自(zi)動化方(fang)案設計使用戶達到(dao)規模化生產,同(tong)時確保(bao)產品之品質需求(qiu)。
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6)其(qi)他商業(ye)用途:從通訊器材(cai),電腦行(xing)業、打印設備到音像制(zhi)品(pin)等,均可采用明和超音波設備,他給您帶來(lai)了(le)簡捷(jie)、清(qing)潔、高效(xiao)的(de)生產方式,為您帶來(lai)更多的(de)機會。
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