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影响超声波焊接机的因素有哪些

文章出处:人气: 发表时间:2019-05-28 17:58:59

影响超声波焊接机的因素不外乎外因和内因两种因素:外因主要和焊接物的聚合结构即决定其熔化温度以及硬度的主要因素有关,内部因素主要和焊接机的相对参数设置、整体质量寿命有关。下面超声波焊接机厂家来介绍一下影响因素:

    外部因素:

    1、聚合物结构

    非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度。这类树脂通常能传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。

    半结晶型聚合物分子排列有序、有明显的熔点和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以需要考虑这类材料的特殊性,例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的接触、及优良的工作设备,才能取得超声波焊接的成功。

    2、熔化温度

    聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多。

    3、硬度(弹力系数)

    材料的硬度对其是否能传输超音速振动是很有影响的。总的说来愈硬的材料其传导力愈强。

    4、振幅参数

    振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求通常换能器的输出振幅为10-20μm而工作振幅一般为30μm左右变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。

    5、频率参数

    任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率,例如20KHz、40KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器、变幅杆、和焊头的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。

    6、节点

    焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅大,应力小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力大。节点位置一般设计为固定位但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑。

    7、网纹

    超声波金属焊接通常会在焊接位表面,底座表面设计网纹,网纹设计的目地在于防止金属件的滑动,尽可能将能量传递到熔接位。网纹设计一般有方形、菱形、条形网纹。黄金手饰等金属包覆焊头与底座根椐要求不能设计纹路,网纹的大小与深浅根据具体的焊接材料要求来确定。

    8、加工精度

    超声波焊头因为工作于高频振动情况下,应尽量保持一个对称设计,以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的,对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高,我们所有的加工设备均采用数控设备这样才能保证加工出来的精度符合要求。 

    9、使用寿命

    一只焊头的使用寿命关键决定于两个方面:材料和工艺

    内部因素:

    1、超声波研制的超声波焊接机一般情况下不能应用在几片厚度为2-3MM之间的塑料焊接,但不排除特殊条件下的,例如结构/焊接方式/超声波机功率等都有影响。

    2、超声波焊接时如果在两片塑料中间想夹入细铁丝网有加定位的办法才能让铁丝网焊接在塑料中不会走动。

    3、超声波焊接机的焊接效果是与表面光整度有关,否则就不用在塑料模具上做超声波线了。超声波线就是超声波导熔超点定位装置,通常以接触线(或接触点)形式出现在塑料模具上。因此在超声波焊接行业中把超声波导熔超点定位装置统称为超声波线。

    4、大功率超声波焊接机焊接时塑料不一定会融化,要睇具体调节参数。

    5、有热熔性塑料的原料对超声波焊接更为理想,较普遍的是ABS PVC PC 压克力等。


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