一、超聲波焊接原理
超聲(sheng)波焊接是利用(yong)高頻(pin)振動波傳遞(di)到兩(liang)個需焊接的物體表(biao)面(mian),在加壓的情況下,使兩(liang)個物體表(biao)面(mian)相(xiang)互摩擦(ca)而形成分(fen)子層之(zhi)間(jian)的熔合。
一套超聲波焊接系(xi)統(tong)的主要組件包括(kuo):
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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 超聲波金屬(shu)焊接原理
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超(chao)(chao)聲(sheng)波金屬焊接原理是利用超(chao)(chao)聲(sheng)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(yuan)理
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超(chao)聲(sheng)波(bo)作用于(yu)(yu)熱塑(su)(su)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)料接(jie)(jie)(jie)觸(chu)面(mian)時,會產(chan)生每(mei)秒(miao)幾(ji)萬次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻振(zhen)動,這種達到一(yi)(yi)定(ding)振(zhen)幅的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)頻振(zhen)動,通過上焊件把超(chao)聲(sheng)能(neng)量傳送到焊區(qu),由于(yu)(yu)焊區(qu)即兩(liang)個焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)交界(jie)面(mian)處聲(sheng)阻大,因此會產(chan)生局部高(gao)溫。又由于(yu)(yu)塑(su)(su)料導(dao)熱性(xing)差,一(yi)(yi)時還不(bu)能(neng)及時散發,聚集在(zai)焊區(qu),致使兩(liang)個塑(su)(su)料的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)面(mian)迅(xun)速熔化(hua),加上一(yi)(yi)定(ding)壓力后(hou),使其(qi)融合成一(yi)(yi)體。當超(chao)聲(sheng)波(bo)停止作用后(hou),讓壓力持(chi)續幾(ji)秒(miao)鐘(zhong),使其(qi)凝固(gu)(gu)成型,這樣就形成一(yi)(yi)個堅固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)子鏈,達到焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de),焊接(jie)(jie)(jie)強度能(neng)接(jie)(jie)(jie)近于(yu)(yu)原材料強度。
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超(chao)聲波塑料焊(han)(han)接的(de)好(hao)壞取決于換能(neng)(neng)器(qi)焊(han)(han)頭(tou)(tou)的(de)振(zhen)(zhen)幅,所加壓力(li)(li)及焊(han)(han)接時間(jian)等三個因素,焊(han)(han)接時間(jian)和焊(han)(han)頭(tou)(tou)壓力(li)(li)是可以調節的(de),振(zhen)(zhen)幅由(you)換能(neng)(neng)器(qi)和變(bian)幅桿決定。這三個量(liang)相互作用(yong)有個適(shi)宜值,能(neng)(neng)量(liang)超(chao)過適(shi)宜值時,塑料的(de)熔解量(liang)就大,焊(han)(han)接物易變(bian)形;若能(neng)(neng)量(liang)小,則不易焊(han)(han)牢,所加的(de)壓力(li)(li)也(ye)不能(neng)(neng)太(tai)大。這個最佳壓力(li)(li)是焊(han)(han)接部分(fen)的(de)邊長與(yu)邊緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音(yin)波(bo)的(de)熔焊應用方法
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01 熔接法
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以超音波超高頻率振(zhen)動的焊(han)頭在適(shi)度(du)壓力下,使二塊塑膠的接(jie)合(he)面產生摩(mo)擦熱而(er)瞬間熔融接(jie)合(he),焊(han)接(jie)強度(du)可與本體媲(pi)美,采用(yong)合(he)適(shi)的工(gong)件和合(he)理的接(jie)口設計,可達到(dao)水密及氣密,并免除采用(yong)輔助品所帶來的不(bu)便,實現高效(xiao)清潔(jie)的熔接(jie)。
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02 埋植
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借(jie)著焊頭之傳道(dao)及適當之壓力,瞬間將金屬零件(jian)(如螺母(mu)、螺桿等)擠(ji)入預(yu)留入塑膠孔內,固定(ding)在一定(ding)深度(du),完成(cheng)后無(wu)論(lun)拉(la)力、扭力均可媲(pi)美傳統模(mo)具內成(cheng)型之強度(du),可免除射出模(mo)受損及射出緩(huan)慢之缺點。
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03 鉚(liu)焊
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鉚焊法指的(de)是振動(dong)的(de)焊頭壓制物品的(de)突(tu)起(qi)處使其熱熔為鉚釘狀,從而使兩物體機(ji)械(xie)鉚合
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04 點焊
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點焊(han)指的是對于(yu)焊(han)線不易設計的物體(ti)進行(xing)分(fen)點焊(han)接,同樣可(ke)達(da)到熔接效(xiao)果。
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05 成型
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本方法與(yu)鉚焊(han)(han)法類(lei)(lei)似(si),將凹狀的焊(han)(han)頭(tou)壓著于塑膠品(pin)外(wai)圈,焊(han)(han)頭(tou)發(fa)出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形(xing)而包覆于金(jin)屬物件使其固(gu)定,且外(wai)觀光(guang)滑美觀、此(ci)方法多使用在電子(zi)類(lei)(lei)、喇(la)叭之固(gu)定成形(xing),及化妝品(pin)類(lei)(lei)之鏡片固(gu)定等。
三、焊(han)接優(you)點
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01 超聲波金屬焊接優點(dian)
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a、焊接材料不熔融,不脆(cui)弱金屬特(te)性(xing)。
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b、焊(han)接后導電性好,電阻系(xi)數(shu)極(ji)低或近乎零。
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c、對焊(han)接(jie)金屬(shu)表(biao)面要求(qiu)低(di),氧化或(huo)電鍍均可焊(han)接(jie)。
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d、焊(han)接(jie)時間短(duan),不需(xu)任何助焊(han)劑、氣體、焊(han)料。
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e、焊(han)接無火花,環保安(an)全。
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02 超聲波塑料焊接優(you)點(dian)
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a、焊接速(su)度(du)快,焊接強度(du)高、密(mi)封性好;
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b、取代傳統的(de)焊接/粘接工藝,成本低廉(lian),清(qing)潔(jie)無污(wu)染且不(bu)會損(sun)傷工件;
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c、焊接(jie)過程(cheng)穩定,所有焊接(jie)參(can)數均可通(tong)過軟件系統進(jin)行跟蹤監控,一旦發現故障很容易(yi)進(jin)行排除和維護。
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四(si)、適(shi)用產品
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1)、鎳(nie)(nie)氫電池鎳(nie)(nie)氫電池鎳(nie)(nie)網與鎳(nie)(nie)片互熔(rong)與鎳(nie)(nie)片互熔(rong)。
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2)、鋰電池、聚合(he)物電池銅(tong)箔與鎳片互(hu)熔,鋁箔與鋁片互(hu)熔。
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3)、電線互(hu)熔,偏結成一條(tiao)與多條(tiao)互(hu)熔。
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4)、電(dian)線與各種電(dian)子元件(jian)、接(jie)點、連(lian)接(jie)器互熔。
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5)、各種家電用品(pin)(pin)、汽車用品(pin)(pin)的(de)(de)大型散熱(re)座(zuo)、熱(re)交換(huan)鰭片(pian)、蜂巢心的(de)(de)互熔。
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6)、電磁開(kai)關(guan)、無熔絲開(kai)關(guan)等大電流接(jie)點,異種金屬片的(de)互(hu)熔。
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7)、金屬管的封尾(wei)、切(qie)斷水、氣密。
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五、應用前景
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針對所有的應用市(shi)場,超音波焊(han)接其特有的優點--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(che):(交通業(ye))超音(yin)波可(ke)通過計(ji)算機程序控制(zhi)來(lai)實施對(dui)大件和不規(gui)則(ze)工(gong)件的焊(han)接(jie)如:保險杠、前(qian)后門、燈具、剎車燈等。隨(sui)著高等級道路的發展(zhan),反光片也越來(lai)越多的采用超音(yin)波焊(han)接(jie)。特別是這兩(liang)年興(xing)起的新能源(yuan)汽(qi)車行業(ye)也開始廣泛應用,如電池領(ling)域等。
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2)家電(dian):通過適(shi)當的調整(zheng)可用于:手提日(ri)光燈罩,蒸氣熨門、電(dian)視機外(wai)殼(ke)、收錄、音機透明面板、電(dian)源整(zheng)流器、電(dian)視機殼(ke)螺絲固(gu)定座、減蚊燈殼(ke)、洗衣(yi)機脫水(shui)槽(cao)等(deng)需要密封(feng)、牢(lao)固(gu)和美觀的家電(dian)產品(pin)。
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3)包裝:軟管的(de)封口,特殊(shu)打包(bao)帶(dai)的(de)連接。
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4)玩具業:由于采用了超音波技術使(shi)(shi)產品清潔、高(gao)效(xiao)、牢固,免除使(shi)(shi)用螺絲、粘合劑、膠水或其他(ta)輔助品,降低了生產成(cheng)本(ben),使(shi)(shi)企(qi)業在市場(chang)的(de)競爭(zheng)力大大增強。
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5)電(dian)子:運(yun)用(yong)自動化方案設計使用(yong)戶達到規(gui)模(mo)化生(sheng)產,同時確保產品之品質(zhi)需求。
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6)其他(ta)商業用途:從通(tong)訊器材,電腦行(xing)業、打印(yin)設備到音像制品等,均可采用明和超音波設備,他給您帶來了簡捷、清潔、高(gao)效的生產方式,為您帶來更多的機會。
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