一、超聲波焊接原理
超聲波焊(han)接是利用高頻振(zhen)動波傳遞到兩(liang)(liang)個需焊接的物體(ti)表(biao)面,在加壓(ya)的情況(kuang)下,使(shi)兩(liang)(liang)個物體(ti)表(biao)面相互摩(mo)擦而形成分子層之間的熔合(he)。
一套超(chao)聲波(bo)焊接(jie)系統的主(zhu)要組件包括:
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超聲波發生器(qi)/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)聲波(bo)焊接是通(tong)過超(chao)聲波(bo)發(fa)生器將(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 超聲波金屬焊接原理
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超聲波金屬焊接(jie)原(yuan)理是利(li)用超聲頻率(lv)(超過(guo)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(chao)聲波(bo)作(zuo)用于(yu)熱塑(su)性(xing)的(de)(de)(de)塑(su)料(liao)接(jie)觸(chu)面時(shi),會(hui)產生每秒幾萬次的(de)(de)(de)高(gao)頻振動(dong)(dong),這(zhe)種達(da)(da)到(dao)一(yi)定(ding)振幅的(de)(de)(de)高(gao)頻振動(dong)(dong),通過上焊(han)件(jian)把超(chao)聲能量傳送到(dao)焊(han)區,由(you)于(yu)焊(han)區即兩(liang)個(ge)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)交界面處(chu)聲阻大,因此會(hui)產生局部(bu)高(gao)溫。又由(you)于(yu)塑(su)料(liao)導(dao)熱性(xing)差,一(yi)時(shi)還不(bu)能及(ji)時(shi)散(san)發,聚(ju)集在焊(han)區,致使(shi)兩(liang)個(ge)塑(su)料(liao)的(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)面迅速熔化,加上一(yi)定(ding)壓力后(hou),使(shi)其融合成(cheng)一(yi)體。當(dang)超(chao)聲波(bo)停止作(zuo)用后(hou),讓(rang)壓力持續(xu)幾秒鐘,使(shi)其凝固成(cheng)型,這(zhe)樣就形成(cheng)一(yi)個(ge)堅固的(de)(de)(de)分子鏈,達(da)(da)到(dao)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),焊(han)接(jie)強度能接(jie)近于(yu)原材料(liao)強度。
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超聲波塑料(liao)焊(han)(han)(han)接的(de)好壞(huai)取決(jue)于換(huan)能(neng)器(qi)焊(han)(han)(han)頭的(de)振幅(fu),所加(jia)(jia)壓(ya)力及焊(han)(han)(han)接時(shi)間等三個(ge)因素,焊(han)(han)(han)接時(shi)間和焊(han)(han)(han)頭壓(ya)力是可以(yi)調(diao)節(jie)的(de),振幅(fu)由(you)換(huan)能(neng)器(qi)和變(bian)幅(fu)桿決(jue)定(ding)。這三個(ge)量(liang)相(xiang)互作用有個(ge)適宜(yi)值,能(neng)量(liang)超過適宜(yi)值時(shi),塑料(liao)的(de)熔解量(liang)就大(da),焊(han)(han)(han)接物易變(bian)形;若能(neng)量(liang)小,則不易焊(han)(han)(han)牢,所加(jia)(jia)的(de)壓(ya)力也不能(neng)太大(da)。這個(ge)最(zui)佳壓(ya)力是焊(han)(han)(han)接部(bu)分的(de)邊(bian)長與邊(bian)緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二、超音波的熔焊(han)應用方法
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01 熔接法
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以(yi)超音波超高頻(pin)率振(zhen)動(dong)的焊頭在適(shi)度(du)壓(ya)力下,使二(er)塊(kuai)塑膠的接(jie)(jie)合(he)面(mian)產(chan)生(sheng)摩擦熱(re)而瞬間熔融接(jie)(jie)合(he),焊接(jie)(jie)強度(du)可與(yu)本(ben)體媲美,采用(yong)合(he)適(shi)的工(gong)件(jian)和合(he)理的接(jie)(jie)口設計,可達到水密及氣密,并免除采用(yong)輔助品所(suo)帶來的不(bu)便,實現高效(xiao)清潔的熔接(jie)(jie)。
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02 埋植
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借著焊頭之(zhi)傳道及(ji)適當之(zhi)壓力,瞬間將金屬零件(如(ru)螺母、螺桿等)擠入(ru)預留(liu)入(ru)塑膠孔(kong)內(nei)(nei),固定(ding)在一定(ding)深(shen)度,完成后無(wu)論(lun)拉力、扭力均可媲(pi)美傳統模具(ju)內(nei)(nei)成型之(zhi)強度,可免除射出模受損及(ji)射出緩(huan)慢之(zhi)缺點。
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03 鉚焊(han)
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鉚焊(han)法指的是振動的焊(han)頭壓(ya)制物(wu)品(pin)的突起處使(shi)其熱(re)熔為鉚釘狀(zhuang),從而使(shi)兩物(wu)體機械鉚合
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04 點(dian)焊(han)
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點焊(han)指的是對于焊(han)線(xian)不易設計的物(wu)體進行分(fen)點焊(han)接,同樣可達到熔接效果。
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05 成型
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本方(fang)法(fa)與鉚(liu)焊法(fa)類(lei)似,將(jiang)(jiang)凹狀的焊頭壓著于(yu)塑(su)膠品外圈,焊頭發出(chu)超音(yin)波超高頻振動后(hou)將(jiang)(jiang)塑(su)膠溶融成形(xing)而包覆于(yu)金屬物(wu)件使(shi)其固定,且外觀光滑美觀、此(ci)方(fang)法(fa)多使(shi)用在電(dian)子類(lei)、喇叭之固定成形(xing),及化妝(zhuang)品類(lei)之鏡片固定等。
三、焊接優(you)點
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01 超聲波(bo)金屬焊接(jie)優點(dian)
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a、焊接材料不(bu)熔融,不(bu)脆弱金屬特性。
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b、焊接后導電性好,電阻系數極低(di)或近乎零。
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c、對焊接金屬表面要(yao)求低,氧化或電鍍均可焊接。
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d、焊接時間短,不需(xu)任何(he)助焊劑、氣(qi)體(ti)、焊料(liao)。
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e、焊接無火花,環(huan)保安全。
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02 超聲波(bo)塑料焊接優點(dian)
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a、焊接速度(du)快(kuai),焊接強度(du)高、密封(feng)性好(hao);
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b、取代傳統的焊接(jie)(jie)/粘接(jie)(jie)工藝,成本低(di)廉,清潔無污染且不會損傷工件(jian);
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c、焊(han)接(jie)過程(cheng)穩定,所有焊(han)接(jie)參數均可(ke)通過軟件系統(tong)進行(xing)跟蹤(zong)監控,一旦發(fa)現(xian)故障很容易進行(xing)排除和維(wei)護。
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四、適用(yong)產品(pin)
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1)、鎳氫電池(chi)鎳氫電池(chi)鎳網與鎳片(pian)互熔(rong)與鎳片(pian)互熔(rong)。
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2)、鋰電池(chi)、聚合物(wu)電池(chi)銅箔與鎳(nie)片(pian)互(hu)熔,鋁箔與鋁片(pian)互(hu)熔。
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3)、電線互(hu)熔,偏結成一(yi)條與多條互(hu)熔。
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4)、電線與各種電子元件(jian)、接點(dian)、連接器(qi)互(hu)熔。
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5)、各種家電(dian)用(yong)品、汽車用(yong)品的(de)大型散(san)熱(re)座、熱(re)交換鰭片、蜂(feng)巢(chao)心的(de)互(hu)熔。
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6)、電磁開(kai)關、無熔(rong)絲開(kai)關等(deng)大(da)電流接點,異種金屬片的互(hu)熔(rong)。
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7)、金屬(shu)管的封尾(wei)、切斷(duan)水、氣密。
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五、應用前景
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針對所(suo)有(you)的(de)應用市場,超音波焊(han)接其(qi)特有(you)的(de)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:(交(jiao)通業)超音(yin)波可通過(guo)計算機程序控制(zhi)來(lai)實施對(dui)大件和不規(gui)則工件的(de)(de)焊(han)接(jie)如(ru):保(bao)險杠、前后門、燈(deng)具、剎(cha)車燈(deng)等。隨(sui)著(zhu)高等級道路(lu)的(de)(de)發展,反光片也越來(lai)越多的(de)(de)采(cai)用超音(yin)波焊(han)接(jie)。特(te)別是這兩(liang)年興起(qi)的(de)(de)新(xin)能(neng)源汽(qi)車行業也開始廣泛應(ying)用,如(ru)電池領(ling)域等。
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2)家電(dian):通過適(shi)當的調整(zheng)(zheng)可用于(yu):手提日光燈罩,蒸氣(qi)熨門、電(dian)視機(ji)外(wai)殼(ke)、收錄、音機(ji)透明面板、電(dian)源整(zheng)(zheng)流器(qi)、電(dian)視機(ji)殼(ke)螺絲固定座(zuo)、減蚊燈殼(ke)、洗衣(yi)機(ji)脫(tuo)水槽等需要密封(feng)、牢固和美觀的家電(dian)產品(pin)。
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3)包裝(zhuang):軟(ruan)管的封(feng)口,特(te)殊打包帶的連接。
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4)玩具業:由于采用了(le)超音波(bo)技術使產品清潔(jie)、高效、牢(lao)固,免除使用螺絲、粘合劑、膠水或(huo)其他輔助(zhu)品,降低了(le)生產成本,使企業(ye)在市場的競爭力大大增(zeng)強。
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5)電子:運(yun)用自動化方案設計(ji)使用戶達到規(gui)模化生產,同時(shi)確保產品之品質需求。
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6)其(qi)他(ta)商業(ye)用(yong)途:從通訊器材,電腦行業(ye)、打印設備到(dao)音(yin)像(xiang)制(zhi)品等(deng),均(jun)可采用明和超音(yin)波設備,他給您(nin)帶(dai)來了簡(jian)捷、清潔、高效的(de)生產(chan)方式,為您(nin)帶(dai)來更多(duo)的(de)機會。
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