超音波焊接工作原理.doc

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1、超音波焊接原理超音波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超音波熔接处理，而不需加溶剂、粘接剂或其它辅助产品。其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量，安全生产及环保。超音波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHZ（或15KHZ）的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及内在分子件的的摩擦而使传处到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。  超音波焊接工件的设计在超音波焊接过程中，能量导向部分允许迅速焊接，同时

2、达到最大的强度。在导向部分的材料如图示在整个结合区内流动。在焊接前要按要求比例设计能量导向部分，改进对焊接与导致材料流动。工件尺寸的选择应是附图图示能量导向部分熔化后足够分布于接合面之间。通常，对于易焊接的树脂能量导向部分最小高度为0.010英寸（0.25毫米）。对于某些需要高能量的树脂，即结晶型、低刚度或高熔化温度的非晶型（如聚碳酸酯、聚砜）树脂，需要较大的能量定向部分，其最小高度为0.020英寸（0.5毫米）。在工件之间对齐的方法，例如销钉和插口，应包括在工件设计中。必须指出，为溶剂焊封所作的设计一般可以修改，以符合超音波焊接的要求。 超音波焊接的焊口设计两个热塑性塑料件的超音波焊接要求超

3、音波振动通过焊接头传递到组合件的上半部，最后传至两半的结合处或界面上。在此，振动能量转换成热能，用以熔化塑料。当振动停止后，塑料在压力下固化，在结合面上产生焊接。两个结合表面的设计，对于获得最佳焊接结果来说是非常重要的。有各种各样的连接设计，每一种都有焊接特色和优点。各种设计的使用取决于许多因素，例如塑胶的类型、零件几何形状、焊接的要求（即粘性、强度、密封等）。详细可参见附表：东和超音波焊接彩页、科威信焊接设备彩页、旭达超音波焊接彩页、天力超音波焊接彩页等。超音波熔焊应用方法一.             熔接法：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使两块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合

4、，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。二.             铆焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬时发热熔成铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。三.             埋植：借着焊头之传导及适当的压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力，扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。四.             成型：本方法同铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑料胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑

5、胶熔融成形而包覆于金属对象使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。五.             点焊：a.将两片塑胶分点熔接，无需预先设计焊线，达到熔接目的。b.对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。六.             切割封口：运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。 超声波模具的设计可能我们会有这样的想法：焊头的设计和生产是非常的简单。千万不要被误导，当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头，将给你的生产带来昂贵的损失，它会破坏焊接效果，甚至更严重的会直接

6、导致换能器或发生器损坏。因此焊头的设计绝不像它的外形那幺简单，相反需要跟多的专业知识和技能。如何保证焊头能够最经济的工作？如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动有效地传递到工件上，形成持续稳定的焊接，这些设计人员必须充分考虑。即便拥有几年的设计和开发经验，还是要坚信只有通过严格的测试和质量控制才能生产出最好的焊头。通过应用像有限元分析（FEM）这样的工艺，将焊头的声学特性和机械特性完美的结合起来，才能设计出最符合客户需要的产品。生产每一套焊头和模具，不管是标准产品还是根据客户需求定制的，都是用最好的材料制成的同时经过反复的测试。焊头的外型、强度以及音频等各种参数经过多次试验，能符合最为严格的标

7、准，焊头和模具达到最完美的匹配。材料是保证超音波模具寿命于熔接产品效果的主要原因之一，模具完成的过程是复杂的。所以不仅是模具工程师设计务必慎重选择材质，亦需了解本身产品需求该使用何种材质，避免因疏忽而影响其时效与品质。一.             铝镁合金（7075T651,2024T651,6061T651）1. 7075T651：使用于振动系统及Horn制造，该材料具有极高的机械屈服强度，硬度