1. 詳解超聲波焊接工藝
超聲波焊接是通過高頻振動傳遞至兩個焊接表面,藉助壓力形成分子層熔合的工藝。該技術需配備超聲波發生器、轉換器、升壓器和焊具等組件。
焊接過程包含:
焊接類型多樣,熔介面設計小而統一,其形狀取決於材料、形狀和功能需求,常形成三角聚能區快速熔化形成焊點。
超聲焊接適用於塑料與金屬的快速、堅固、清潔和可靠連接。適用於熱塑性膠片和板的鏈接,幾乎所有金屬均可進行焊接。
適用的塑料類型包括:PS、ABS、Acrylic、ABS、SAN、PMMA、PC-ABS Blends、Polycarbonate/PC、PPS、Polysulfone/PSO、PVC、ASA、PPO、PC-PBT Blends、Polyester、Ryton、PET、Polyamide Co-polymer (Nylon 6-3-T)、Valox Polyamide/Nylon 6、Polyamide/Nylon 6/6、PBT、PP、PE、Polyacetal、Ultem(PEI)。
超聲焊接廣泛應用於多個領域,包括電器工程、電子學、照明工程、通訊業、收音機、電唱機、電話機、立體聲、攝像機、照相機、光學元件、工程學、精密工程學、計算機裝置、辦公用品、家居用品、交通運輸、傢具行業、體育、休閑、業余愛好用品、玩具、運輸、醫葯設備、化裝品以及其他超聲波焊接場景。
2. 超詳細超聲波焊接各工藝細節
超聲波焊接技術作為一種新興的焊接方法,在相同或不同金屬的焊接中展現出無與倫比的優勢。與傳統焊接方法相比,超聲波焊接無需使用助焊劑和外部熱源,因此能夠有效避免焊接結構因熱而產生的變形,減少殘余應力。
超聲波焊接原理是利用高頻振動波傳遞到焊接對象表面,在施加一定壓力的情況下,使兩個接觸面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。一套完整的超聲波焊接系統包含超聲波發生器、換能器、變幅桿、焊頭三聯組、模具和機架。在焊接過程中,主要取決於三個因素:超聲波的振幅、加壓的大小以及焊接時間。振幅由換能器和變幅桿決定,這三個量之間存在一個適宜值,能量過大會導致熔解量過大,焊接物變形;能量不足則不易焊接牢固,壓力不宜過大。最佳壓力是焊接部分的邊長與每1mm的最佳壓力之積。
超聲波塑料焊接原理是通過超聲波作用於熱塑性塑料接觸面時產生的高頻振動,將超聲能量傳送到焊接區,由於聲阻大,塑料接觸面迅速熔化,加上壓力後融合成一體。焊接質量的好壞取決於換能器、焊頭的振幅、加壓的大小以及焊接時間等因素。焊接過程不產生飛濺和氧化現象,焊接強度可接近原材料強度。
超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率的機械振動能量,實現同種金屬或異種金屬的固態焊接。焊接時,既不向工件輸送電流,也不施以高溫熱源,只在靜壓力之下將振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。焊接過程中,焊頭將金屬零件壓入預留孔內,形成牢固的鉚釘狀接頭,適用於電子類、喇叭之固定成形及化妝品類之鏡片固定。
超聲波焊接工藝主要包括熔接法、成型法、埋植法、鉚焊法和點焊法。熔接法適用於大件和不規則工件的焊接,如汽車保險杠、前後門、燈具、剎車燈等。成型法則適用於電子類、喇叭之固定成形及化妝品類之鏡片固定。埋植法適用於金屬零件的固定,如螺母、螺桿等。鉚焊法適用於振動焊頭壓制物品的突起處形成鉚釘狀,實現機械鉚合。點焊法適用於焊線不易設計的物體進行分點焊接。
超聲波焊接適用材料廣泛,包括熱塑性塑料、非紡織布料、柔性材料、剛性材料以及所有的高分子薄膜、分子合成纖維等。在熔介面設計方面,一般要求介面要小且接觸面統一。介面設計取決於焊接材料、焊件形狀以及焊接要求等因素。
超聲波焊接具有節能環保、精度高、焊接速度快、強度高、密封性好、成本低廉、焊接過程穩定等優點。然而,當焊接工件的厚度及硬度提高時,所需功率會呈指數增大,增加了超聲波焊機的製造成本。當前超聲波焊接系統的接頭形式僅限於搭接,且受限於工具頭,焊接的接頭形式和尺寸范圍較為局限。此外,對於超聲波焊接的質量檢測較為困難,難以在生產過程中進行實時監控。
超聲波焊接技術在汽車、家電、包裝、玩具業、電器工程及其他商業用途中得到廣泛應用。汽車領域可通過計算機程序控制實現對大件和不規則工件的焊接,如保險杠、前後門、燈具、剎車燈等。家電領域可用於手提日光燈罩、蒸氣熨門、電視機外殼等需要密封、牢固和美觀的產品。包裝領域適用於軟管封口和特殊打包帶的連接。玩具業採用超聲波技術使產品清潔、高效、牢固,降低了生產成本。電器工程領域可用於插頭、電線插頭、接觸簧片、插座、電線卷軸等。其他商業用途包括通訊器材、電腦行業、列印設備、音像製品等。