一、超聲波焊接原理
超聲波焊接(jie)是利用高頻(pin)振動波傳遞到兩(liang)個(ge)需(xu)焊接的(de)物(wu)體表面(mian),在(zai)加壓的(de)情況下,使(shi)兩(liang)個(ge)物(wu)體表面(mian)相互摩(mo)擦而形成分子層之間的(de)熔合(he)。
一套超聲波焊(han)接系(xi)統的(de)主要組件包括:
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超(chao)聲(sheng)波發生器(qi)/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)(chao)聲波焊接是通過超(chao)(chao)聲波發生(sheng)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 超聲波金屬焊接(jie)原理(li)
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超聲(sheng)波金屬焊接原理是利用超聲(sheng)頻(pin)率(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(bo)塑料焊接原理
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超聲波(bo)作用于(yu)熱塑(su)性(xing)的(de)塑(su)料接(jie)觸面(mian)時(shi),會產(chan)生每秒幾(ji)萬次的(de)高(gao)頻振動,這種達到一(yi)定(ding)振幅的(de)高(gao)頻振動,通過上焊(han)(han)(han)件把超聲能(neng)量傳(chuan)送到焊(han)(han)(han)區(qu),由于(yu)焊(han)(han)(han)區(qu)即兩個(ge)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)交(jiao)界面(mian)處聲阻大,因此會產(chan)生局部高(gao)溫。又由于(yu)塑(su)料導熱性(xing)差(cha),一(yi)時(shi)還不能(neng)及時(shi)散發,聚集在焊(han)(han)(han)區(qu),致使(shi)兩個(ge)塑(su)料的(de)接(jie)觸面(mian)迅速熔(rong)化,加上一(yi)定(ding)壓(ya)力后(hou),使(shi)其融合成一(yi)體。當(dang)超聲波(bo)停止作用后(hou),讓(rang)壓(ya)力持續(xu)幾(ji)秒鐘,使(shi)其凝(ning)固(gu)成型,這樣就形成一(yi)個(ge)堅(jian)固(gu)的(de)分子鏈,達到焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)目的(de),焊(han)(han)(han)接(jie)強度能(neng)接(jie)近于(yu)原材料強度。
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超(chao)(chao)聲波塑料(liao)焊接的(de)(de)好壞取決(jue)(jue)于換能(neng)器(qi)(qi)焊頭的(de)(de)振幅,所(suo)加壓(ya)(ya)力(li)及焊接時(shi)間等三個因(yin)素,焊接時(shi)間和焊頭壓(ya)(ya)力(li)是可以調節的(de)(de),振幅由換能(neng)器(qi)(qi)和變幅桿決(jue)(jue)定。這三個量(liang)相互作(zuo)用(yong)有個適宜值(zhi),能(neng)量(liang)超(chao)(chao)過(guo)適宜值(zhi)時(shi),塑料(liao)的(de)(de)熔(rong)解量(liang)就大,焊接物易變形;若能(neng)量(liang)小,則不易焊牢,所(suo)加的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)也不能(neng)太大。這個最佳(jia)壓(ya)(ya)力(li)是焊接部分的(de)(de)邊(bian)長與邊(bian)緣(yuan)每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超(chao)音波的(de)熔焊應用方法
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01 熔接法
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以超音波(bo)超高頻(pin)率振動的(de)(de)焊(han)頭在(zai)適度壓力下,使(shi)二塊塑膠的(de)(de)接(jie)(jie)合面(mian)產生(sheng)摩(mo)擦(ca)熱而瞬間熔融接(jie)(jie)合,焊(han)接(jie)(jie)強度可(ke)與(yu)本(ben)體媲美,采(cai)(cai)用合適的(de)(de)工件(jian)和合理(li)的(de)(de)接(jie)(jie)口設計(ji),可(ke)達(da)到(dao)水密(mi)及氣密(mi),并免除采(cai)(cai)用輔助品所帶來的(de)(de)不便,實現高效清潔的(de)(de)熔接(jie)(jie)。
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02 埋植
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借著焊頭之(zhi)傳道及(ji)適當(dang)之(zhi)壓力,瞬間將金(jin)屬零件(如(ru)螺母、螺桿等)擠入(ru)預留入(ru)塑(su)膠(jiao)孔內,固定在一定深度(du),完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tong)模(mo)具內成型之(zhi)強(qiang)度(du),可免除射出(chu)模(mo)受損及(ji)射出(chu)緩慢之(zhi)缺點。
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03 鉚(liu)焊
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鉚焊法指的是振動的焊頭壓制物品(pin)的突(tu)起處使其(qi)熱熔為鉚釘狀,從而使兩物體機械鉚合
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04 點(dian)焊(han)
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點(dian)焊(han)(han)指的(de)(de)是對(dui)于焊(han)(han)線不易設計(ji)的(de)(de)物體進行分點(dian)焊(han)(han)接(jie),同樣可達到熔接(jie)效(xiao)果。
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05 成型(xing)
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本方(fang)法與鉚焊法類(lei)似,將凹狀(zhuang)的焊頭壓著(zhu)于塑膠品(pin)外(wai)圈(quan),焊頭發(fa)出超音波(bo)超高頻振動后(hou)將塑膠溶融成形而包覆于金屬(shu)物件(jian)使其(qi)固定,且外(wai)觀(guan)(guan)光滑美觀(guan)(guan)、此(ci)方(fang)法多(duo)使用在電子類(lei)、喇(la)叭(ba)之固定成形,及化妝品(pin)類(lei)之鏡(jing)片固定等。
三、焊接(jie)優點(dian)
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01 超聲波金屬焊接優點
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a、焊接材料不熔融,不脆弱金屬(shu)特性。
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b、焊接后導電性好,電阻(zu)系數(shu)極低(di)或近乎零。
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c、對焊接(jie)金(jin)屬(shu)表面要(yao)求低,氧(yang)化(hua)或電鍍均可(ke)焊接(jie)。
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d、焊接時間短,不需任(ren)何助(zhu)焊劑、氣體、焊料(liao)。
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e、焊接無(wu)火花,環保(bao)安全。
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02 超聲波塑料(liao)焊接(jie)優點
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a、焊接速度(du)快,焊接強度(du)高、密(mi)封性好(hao);
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b、取代傳(chuan)統的(de)焊接(jie)/粘(zhan)接(jie)工藝,成本低(di)廉,清潔無(wu)污染(ran)且(qie)不會損傷(shang)工件(jian);
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c、焊接(jie)(jie)過程穩定,所(suo)有(you)焊接(jie)(jie)參數(shu)均(jun)可(ke)通過軟件系統進(jin)(jin)行(xing)跟蹤監控,一旦(dan)發現故障很容易進(jin)(jin)行(xing)排除(chu)和維(wei)護。
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四、適用產(chan)品(pin)
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1)、鎳(nie)氫電(dian)池鎳(nie)氫電(dian)池鎳(nie)網(wang)與(yu)鎳(nie)片互(hu)熔(rong)與(yu)鎳(nie)片互(hu)熔(rong)。
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2)、鋰電池、聚合物電池銅箔(bo)與鎳片(pian)互熔,鋁箔(bo)與鋁片(pian)互熔。
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3)、電線互熔,偏結成一條(tiao)與(yu)多條(tiao)互熔。
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4)、電線與各種(zhong)電子元件、接點、連接器互(hu)熔。
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5)、各(ge)種家(jia)電(dian)用品、汽車用品的大型散(san)熱座、熱交換鰭片、蜂(feng)巢心的互熔。
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6)、電(dian)磁開(kai)關、無熔絲開(kai)關等大電(dian)流接(jie)點(dian),異(yi)種(zhong)金屬(shu)片的互(hu)熔。
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7)、金屬管的封尾、切(qie)斷水(shui)、氣密。
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五、應(ying)用前(qian)景(jing)
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針對所(suo)有的(de)應用市場,超音波焊(han)接其特(te)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(tong)業(ye))超音波可通(tong)過(guo)計算(suan)機程序控制來實施對大件和(he)不規則工件的(de)焊(han)接(jie)如(ru):保險杠、前后門、燈具、剎車燈等(deng)。隨著高等(deng)級道路的(de)發展,反光片也越來越多(duo)的(de)采(cai)用超音波焊(han)接(jie)。特(te)別是這兩年興(xing)起的(de)新能源汽車行業(ye)也開(kai)始廣泛應用,如(ru)電(dian)池領(ling)域等(deng)。
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2)家(jia)電:通過適當的調(diao)整可用于:手提日(ri)光燈(deng)罩,蒸氣熨(yun)門、電(dian)視機外殼(ke)、收錄、音機透明面板、電(dian)源整流器(qi)、電(dian)視機殼(ke)螺絲(si)固(gu)定(ding)座、減(jian)蚊燈(deng)殼(ke)、洗衣機脫水槽(cao)等需要密封、牢固(gu)和美觀(guan)的家電(dian)產品。
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3)包裝:軟(ruan)管的封(feng)口,特(te)殊打包(bao)帶(dai)的連(lian)接。
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4)玩具(ju)業:由(you)于采用了超音波技(ji)術(shu)使(shi)(shi)產品清潔、高(gao)效、牢固(gu),免除使(shi)(shi)用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品,降低了生產成本,使(shi)(shi)企(qi)業在(zai)市場的競爭力(li)大大增(zeng)強(qiang)。
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5)電子(zi):運用(yong)自(zi)動(dong)化方案(an)設計使(shi)用(yong)戶達(da)到規(gui)模化生(sheng)產(chan),同時(shi)確保產(chan)品之品質需(xu)求。
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6)其他(ta)商業用(yong)途(tu):從通訊器材,電腦行業、打(da)印(yin)設備(bei)到音像制(zhi)品(pin)等(deng),均可(ke)采用明和超音波設備(bei),他給您帶(dai)來(lai)(lai)了簡捷、清潔、高(gao)效的生產方(fang)式,為您帶(dai)來(lai)(lai)更多的機會。
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