一、超聲波焊接原理
超聲波焊接(jie)是利(li)用高頻振動波傳遞到兩(liang)個需焊接(jie)的(de)物體(ti)表(biao)面,在(zai)加壓的(de)情況下,使兩(liang)個物體(ti)表(biao)面相互摩擦(ca)而形成分(fen)子層之(zhi)間的(de)熔合。
一套超聲波焊接系統(tong)的(de)主(zhu)要(yao)組件包括:
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超聲波(bo)發(fa)生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超聲波焊接是通(tong)過超聲波發生器將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(sheng)波金屬焊接原理
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超聲(sheng)波(bo)金屬焊(han)接原理是利用(yong)超聲(sheng)頻率(lv)(超過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(yuan)理
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超聲波(bo)作用于熱(re)塑性的塑料接觸面(mian)(mian)時,會產生(sheng)每(mei)秒(miao)(miao)幾(ji)萬次(ci)的高(gao)頻(pin)振(zhen)動,這種(zhong)達(da)到一(yi)定振(zhen)幅的高(gao)頻(pin)振(zhen)動,通(tong)過上(shang)焊(han)件把(ba)超聲能(neng)(neng)量傳送(song)到焊(han)區,由于焊(han)區即(ji)兩個(ge)(ge)焊(han)接的交界面(mian)(mian)處聲阻(zu)大,因此會產生(sheng)局部(bu)高(gao)溫。又由于塑料導(dao)熱(re)性差(cha),一(yi)時還不能(neng)(neng)及(ji)時散發(fa),聚集在焊(han)區,致使兩個(ge)(ge)塑料的接觸面(mian)(mian)迅速熔化,加上(shang)一(yi)定壓力(li)后,使其融(rong)合成一(yi)體。當超聲波(bo)停止作用后,讓(rang)壓力(li)持續幾(ji)秒(miao)(miao)鐘,使其凝固(gu)成型,這樣就形成一(yi)個(ge)(ge)堅固(gu)的分子鏈,達(da)到焊(han)接的目的,焊(han)接強度能(neng)(neng)接近于原(yuan)材料強度。
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超(chao)聲波塑料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)好壞取決(jue)于換能(neng)器焊(han)(han)(han)頭的(de)振幅(fu),所(suo)加壓(ya)力(li)及焊(han)(han)(han)接(jie)時間等(deng)三(san)(san)個(ge)因素,焊(han)(han)(han)接(jie)時間和焊(han)(han)(han)頭壓(ya)力(li)是(shi)可以調節的(de),振幅(fu)由換能(neng)器和變幅(fu)桿(gan)決(jue)定。這三(san)(san)個(ge)量相互作用有個(ge)適(shi)宜值(zhi),能(neng)量超(chao)過適(shi)宜值(zhi)時,塑料(liao)的(de)熔解量就大(da),焊(han)(han)(han)接(jie)物(wu)易變形(xing);若(ruo)能(neng)量小,則不易焊(han)(han)(han)牢(lao),所(suo)加的(de)壓(ya)力(li)也不能(neng)太大(da)。這個(ge)最佳壓(ya)力(li)是(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)部(bu)分(fen)的(de)邊長與邊緣(yuan)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(rong)接法
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以超音波(bo)超高頻(pin)率(lv)振動的(de)(de)焊(han)頭在適度壓力(li)下,使(shi)二塊(kuai)塑膠的(de)(de)接(jie)(jie)合(he)面產(chan)生(sheng)摩擦熱而瞬間熔(rong)融接(jie)(jie)合(he),焊(han)接(jie)(jie)強度可(ke)與(yu)本體媲美,采(cai)用合(he)適的(de)(de)工件和合(he)理的(de)(de)接(jie)(jie)口(kou)設計,可(ke)達到(dao)水密及氣(qi)密,并免除采(cai)用輔助品所帶來的(de)(de)不便,實現高效(xiao)清潔的(de)(de)熔(rong)接(jie)(jie)。
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02 埋植(zhi)
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借著焊頭之(zhi)(zhi)傳(chuan)道及(ji)適當之(zhi)(zhi)壓力,瞬間將金(jin)屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預(yu)留入塑膠孔內,固定在(zai)一定深度,完成后無論拉力、扭力均可媲美傳(chuan)統模具內成型(xing)之(zhi)(zhi)強度,可免除射(she)(she)出模受損(sun)及(ji)射(she)(she)出緩慢之(zhi)(zhi)缺點。
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03 鉚焊
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鉚焊法指(zhi)的是振動(dong)的焊頭壓制(zhi)物品的突起處使其(qi)熱(re)熔為鉚釘狀,從(cong)而使兩物體機械鉚合(he)
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04 點焊
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點焊指的(de)是對于(yu)焊線不易設計的(de)物體進行分點焊接(jie),同樣可達到熔接(jie)效果。
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05 成型
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本方法與鉚焊法類(lei)(lei)似,將(jiang)凹狀的焊頭壓著(zhu)于塑膠(jiao)品外圈(quan),焊頭發出超音波超高頻振動后將(jiang)塑膠(jiao)溶(rong)融(rong)成(cheng)形而(er)包覆于金屬(shu)物件使其固定,且(qie)外觀(guan)光滑美觀(guan)、此方法多使用在(zai)電子類(lei)(lei)、喇(la)叭之(zhi)固定成(cheng)形,及(ji)化妝品類(lei)(lei)之(zhi)鏡片固定等。
三、焊接優點
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01 超聲波金屬(shu)焊接優點(dian)
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a、焊接材(cai)料不熔融,不脆(cui)弱金屬特性。
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b、焊接后導電(dian)性好,電(dian)阻系數極(ji)低或近乎零。
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c、對焊(han)接(jie)金(jin)屬表(biao)面要求低,氧化或(huo)電鍍(du)均可焊(han)接(jie)。
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d、焊接時間短,不(bu)需任何助焊劑、氣體、焊料。
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e、焊接無火花(hua),環(huan)保安全。
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02 超聲(sheng)波塑料焊接優點
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a、焊(han)接速(su)度(du)快,焊(han)接強度(du)高(gao)、密封性(xing)好;
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b、取代傳統的(de)焊接(jie)(jie)/粘接(jie)(jie)工藝,成本(ben)低廉,清潔無污染且不會損傷(shang)工件(jian);
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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(xi)統進(jin)行跟蹤監(jian)控,一旦發現故(gu)障很容易進(jin)行排除和維護。
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四、適用產(chan)品(pin)
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1)、鎳(nie)(nie)氫(qing)電池(chi)鎳(nie)(nie)氫(qing)電池(chi)鎳(nie)(nie)網與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔。
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2)、鋰電池(chi)、聚合物電池(chi)銅箔(bo)與(yu)鎳(nie)片(pian)互熔,鋁箔(bo)與(yu)鋁片(pian)互熔。
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3)、電線互熔(rong),偏結成一條(tiao)與多條(tiao)互熔(rong)。
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4)、電線與各種電子(zi)元件、接點(dian)、連接器(qi)互熔。
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5)、各種家電用品、汽車用品的(de)大型散熱(re)座、熱(re)交換(huan)鰭片、蜂巢心(xin)的(de)互(hu)熔(rong)。
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6)、電磁開(kai)關、無熔(rong)絲開(kai)關等大電流(liu)接(jie)點,異種(zhong)金屬片的互熔(rong)。
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7)、金屬管的封(feng)尾、切斷水、氣密(mi)。
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五、應用前景
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針對(dui)所有(you)的應用市(shi)場,超音波焊接其特有(you)的優點(dian)--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(che):(交通業)超(chao)音波可通過計算機程(cheng)序控制來實施對大件(jian)和不規則工件(jian)的(de)焊接如:保險杠、前(qian)后門、燈(deng)(deng)具、剎車燈(deng)(deng)等。隨著(zhu)高(gao)等級道(dao)路(lu)的(de)發展,反光片也(ye)越來越多(duo)的(de)采用(yong)超(chao)音波焊接。特別是這兩年興(xing)起的(de)新能源汽車行業也(ye)開始廣泛應用(yong),如電池(chi)領域等。
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2)家電:通(tong)過(guo)適當的(de)調整可用于(yu):手(shou)提日光燈罩,蒸(zheng)氣熨門、電(dian)視機(ji)外殼(ke)、收(shou)錄、音機(ji)透明面板、電(dian)源整流器、電(dian)視機(ji)殼(ke)螺絲(si)固定座、減蚊燈殼(ke)、洗(xi)衣(yi)機(ji)脫水(shui)槽等需要密封、牢固和美觀的(de)家(jia)電(dian)產品。
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3)包(bao)裝:軟管的封口,特殊打包帶的連接。
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4)玩具業:由于采(cai)用(yong)(yong)了(le)超(chao)音波技術使(shi)(shi)產品清(qing)潔、高效(xiao)、牢固,免除使(shi)(shi)用(yong)(yong)螺(luo)絲、粘合劑、膠水或其他輔助品,降(jiang)低了(le)生產成本(ben),使(shi)(shi)企業在市(shi)場的(de)競爭(zheng)力大(da)(da)大(da)(da)增強(qiang)。
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5)電子:運(yun)用自動化方案(an)設計使用戶(hu)達(da)到規(gui)模(mo)化生產(chan),同時(shi)確保產(chan)品之品質需求。
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6)其他(ta)商業用(yong)途:從(cong)通訊器材(cai),電(dian)腦行業、打(da)印(yin)設(she)備到(dao)音(yin)像制品(pin)等,均可采(cai)用明和超音(yin)波設(she)備,他給您帶來了簡捷、清潔、高效的生產方(fang)式,為您帶來更(geng)多的機會。
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