1. 超聲波金屬焊接機的技術要求
超聲波金屬焊接機和超聲波塑料焊接機到底有哪些不同呢?
1. 首先,工作方式不一樣。通常,超聲波塑料焊接中焊頭振動方向垂直於焊位,超聲波金屬焊接中焊頭振動方向平行於焊位。有些特殊情況下,塑料焊也可採用平行方向,如較薄的塑料件。
2. 其次,由於超聲波應用於焊接金屬,對超聲波焊接技術提出了更高的要求;相對於普通的塑料焊接,對功率容量、功率密度、穩定性及自動化控制等各個方面的要求,不是同一個級別。現國內超聲波塑料焊接用發生器基本都採用自激式電路,典型代表為:8400、8700全橋電路及台灣機器常用的半橋電路,顯著特點為有個調諧電感。如果將現有的用於塑料焊接的成熟技術直接轉嫁到金屬焊上,其技術上的先天不足,將導致產品的不穩定使用;其唯一的優勢就是價格便宜,但對於金屬焊本身的高要求,這點優勢是很蒼白的。
1. 高功率容量、穩定的超聲波發生器:
穩定的超聲波發生器首先要求為:頻率自動跟蹤。頻率自動跟蹤能保證換能器系統能工作在諧振狀態,即焊頭振幅的最大化。採用頻率自動跟蹤技術,更換模具及工作時無須調頻,才是用於金屬焊的基本要求。有可調電感手動調頻率的設備,基本都滿足不了要求。
穩定的超聲波發生器還要要求:恆振幅功能及振幅的無級可調。恆振幅功能,它能保證焊接的一致性,為穩定生產的關鍵;振幅的無級可調是保障設備用途的基本,例如在同一設備上通過參數調整既能焊銅,也能焊鋁材料。
高功率容量:金屬焊相對於塑料焊,要求高的能量密度,必然有相對高的功率容量,如20kHz的機器,基本上要求3000W以上的功率容量。很多公司對於功率容量經常出現虛假標稱,那我們只需和他們所做的塑料焊機比較一下即可,因為塑料焊機標稱太高是無人信的。
2. 高品質焊頭:金屬焊作為工業用途,必然要求高壽命的焊頭。
3. 高品質換能器:如20kHz的換能器,必須能長期承受3kw以上負載。很多公司的換能器,用普通塑料焊的換能器,外觀上很難分辨,這是不負責任的做法。
4. 優質控制系統:具有焊接能量、時間、高度三種基本控制模式,多種質控軟體滿足不同需求。
2. 超聲波電池焊接要求
作為超聲波焊接的條件,最重要的是施加焊接能源的時間(振動、焊接時間)長短和壓力,當然,其他條件也是很重要的。
焊接溫度
超聲波焊接材料的粘流溫度。否則材料不會熔化。與振幅有關,振幅越高,溫度上升越高。
加壓力
使用圓柱形的工瞪眼對成型品進行加壓。一般壓縮空氣壓為0.1 -0.3MPa(壓力表),有時會更高一些。但是如果採用高壓的話,則會阻礙圓柱形的振動。
焊接時間
因材料的各類與製品的形狀而異,有些成型品的焊接時間只需要0.2秒就已足夠了。時間過長會造成過度焊接而產生大量的飛邊與氣泡,從而導致氣密不良,必須注意。
冷卻(保持)時間
對於結晶性塑料,若溫度在融點以下,連接部分就會被凝固,通常加壓時間保持在0.1-0.2秒之間。
超聲波焊機要求:
焊接的焊頭由下到上分三部分:焊頭、放大器和換能器(超聲波換能器)。三者按照一定的比例進行放大。如換能器的振幅為6MM,則放大器可以放大三倍至18MM,到焊頭的振幅可增加到36MM。當然,振幅增加,焊頭的壽命會降低。被焊接材料不同,所需的振幅也不相同。
3. 超聲波焊接機的焊頭可以定製嗎是怎麼定製呢
超聲波工裝夾具俗稱超聲波模具、超聲波焊頭(Horn),由上、下模兩部分組成。超聲波的機械振動經增幅器放大後傳給焊頭,焊頭的形狀和尺寸取決於工件表面,焊頭用螺紋聯結方法固定在增幅器下端。不同產品焊接要求不同,對焊頭的設計要求便不同。
1、首先確定產品的焊接要求,確定超聲波模具的使用周期、磨損率,根據這些要求選擇合適的金屬材料。
2、其次是形狀的要求,以及選用哪種熔接工藝,還有超聲波模具的尺寸,壓力傳達區、功率大小,焊接是否會使產品變形,能否實現一次性的完美焊接等。
3、自身產品的材料,要針對性選擇,這決定了模具的振幅,應接受超聲能量導能線的形式,大小和位置。不同的塑料組合時如何設計接觸位,這些都需要去考慮。
4、超聲波工裝夾具最好能將待熔接產品底部及四周包圍,能提供較好的支撐,避免塑料件於熔接過程中因振波而發生位移等現象;
5、超聲波工裝夾具本身的接觸面形狀最好能與產品表面完全貼合,避免兩焊接件互熔時因間隙而造成熔接後成品外觀受損,為方便取放件,可以預留10絲;
6、為延長超聲波工裝夾具使用壽命及避免成品外觀亂傷,底工裝最好能做拋光處理。
焊頭屬於電子模,不同於塑膠模或其它機械模具,參數要與機器匹配,請找專業超聲波塑焊工廠製作。
4. 超聲波金屬焊接機技術要求
超聲波金屬焊接機與超聲波塑料焊接機在工作方式、技術要求以及機器組件上存在顯著差異。在工作方式上,塑料焊接中的焊頭振動方向通常垂直於焊位,而金屬焊接中則要求焊頭振動方向平行於焊位。特殊情況下,如處理較薄的塑料件,塑料焊接也可採用平行振動方向。然而,金屬焊接對超聲波焊接技術的挑戰更大,對功率容量、功率密度、穩定性以及自動化控制等多方面的要求遠高於普通塑料焊接。國內大部分用於塑料焊接的超聲波發生器採用自激式電路,如8400、8700全橋電路和台灣機器常用的半橋電路,電路中通常配備有調諧電感。若將塑料焊接的成熟技術直接應用到金屬焊接上,技術上的不匹配可能導致產品使用不穩定,雖然成本較低,但對於金屬焊接的高標准要求,這一優勢顯得蒼白無力。
在超聲波金屬焊接機的技術要求方面,首先,穩定高效的超聲波發生器是關鍵。理想的超聲波發生器應具備頻率自動跟蹤功能,能確保換能器系統始終處於諧振狀態,實現焊頭振幅的最大化。同時,設備應具有恆定振幅功能及振幅無級可調特性,以保證焊接過程的一致性和設備的多功能性。功率容量的高低直接關繫到能量密度的大小,金屬焊接通常需要更高的功率容量,比如20kHz的機器,功率容量至少需要3000W以上。另外,品質優良的焊頭和換能器也是金屬焊接成功的關鍵因素。金屬焊接作為工業用途,要求焊頭具有高壽命,而高性能的換能器需能長期承受3kw以上的負載。最後,優質控制系統對於滿足不同焊接需求至關重要,它通常包含焊接能量、時間、高度三種基本控制模式,並且配備多種質控軟體以適應不同應用場景。
超聲波金屬焊接是19世紀30年代偶然發現的。它類似於摩擦焊,但有區別,超聲焊接時間很短,溫度低於再結晶;它與壓力焊也不相同,因為所加的靜壓力比壓力焊小的多。一般認為在超聲波焊接過程中的初始階段,切向振動出去金屬表面的氧化物,並是粗糙表面的突出部分產生反復的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大,同時使焊區溫度升高,在焊件交界面產生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下,相互接近到原子引力能夠發生作用的距離時,即形成焊點。焊接時間過長,或超聲波振幅過大會使焊接強度下降,甚至破壞。
5. 倒掛式四頭超聲波焊接機技術參數
倒掛式四頭超聲波焊接機的技術參數如下:
6. 超聲波焊接 工裝 要求
1、超音波的熔焊應用方法
一、 熔接法: 以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下,使二塊塑膠的接合面產生摩擦熱而瞬間熔融接合,焊接強度可與本體媲美,採用合適的工件和合理的介面設計,可達到水密及氣密,並免除採用輔助品所帶來的不便,實現高效清潔的熔接。
二、 鉚焊法: 將超音波超高頻率振動的焊頭,壓著塑膠品突出的梢頭,使其瞬間發熱融成為鉚釘形狀,使不同材質的材料機械鉚合在一起。
三、 埋植: 借著焊頭的傳道及適當的壓力,瞬間將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預留塑膠孔內,固定在一定深度,完成後無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型的強度,可免除射出模受損及射出緩慢的缺點。
四、 成型: 本方法與鉚焊法類似,將凹狀的焊頭壓在塑膠品外圈,焊頭發出超音波超高頻振動後將塑膠熔融成型而包覆於金屬物件使其固定,且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭的固定成型,及化妝品類的鏡片固定等。
五、 點焊: A、 將二片塑膠分點熔接無需預先設計焊線,達到熔接目的。 B、 對比較大型工件,不易設計焊線的工件進行分點焊接,而達到熔接效果,可同時點焊多點。 六、 切割封口: 運用超音波瞬間發振工作原理,對化纖織物進行切割,其優點切口光潔不開裂、不拉絲。
2、超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。