超声波焊接技术讲座经典整理.ppt
先力超聲波有很公司超聲波技術及應用講座資料聯絡人 刘永彥 張伟林地址 深圳市 尨华镇工业东路175号鵬峰发工业園2棟1楼電話 0755 27745593手機 13902264067 13699892023 主要講座内容 一 超声波焊接超声波基本原理应用范围聚合体材料焊接工件导向設計 塑膠件設計模具技术 什么是超声波 超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能 一般人的听觉范围不会超过18 5KHz 焊机的工作频率为20KHz 30KHz和40KHz 超声焊接 系统组件 发生器控制器支架换能器调幅器焊头夹具 压强 下降速率 力 X 频率 X 振幅 速率因素 速率 功率因素 能量 功率X时间 力可以改变 超声波焊接机 汽車 家电 医疗 包裝 玩具 纺织 超声波六个主要应用技术 熔接铆焊嵌插焊点焊成形焊去浇口 超声熔接 铆焊 标准轮廓 焊头 焊前焊后 D 柱头直径 铆焊 丘形柱 铆焊 焊前焊后 D 圆柱直径 1 5D 0 5D 锯齿铆焊 铆焊 焊前焊后 平齐铆焊 铆焊 焊前焊后 铆焊 铆焊 嵌焊 对于垂直孔洞的直纹和导入 点焊 焊前焊后 成形焊 去浇口 往复折弯运动 机械振动标准波形 去浇口 正确的浇口设计 不正确的浇口设计 浇口设计 去浇口 浇口区域 相接触的熔化区 光滑的浇口区 去浇口 聚合体材料 高聚物之焊接特性 高聚物分类 热固型塑料热塑性塑料 物理结构 半结晶型无定型 结构 无定形 半结晶型 温度 比热图 比热 温度 半结晶型 无定形 TgTm 近区和远区焊接 近区第一选择 远区第二选择 Horn Horn AmplituteReferenceGuide 无定形樹脂Microns0 00X ABS30 701 2 2 8ASB PC70 1252 8 5 0PMMA40 701 6 3 0PC65 1002 4 4 0半结晶形樹脂Acetal75 1253 0 5 0Nylon60 1253 0 5 0PE90 1253 6 5 0PP90 1253 6 5 0 其它因素对焊接影响 脫模劑 潤滑劑填料二次料阻燃劑颜料 脱模剂 内润滑剂 硅酮 聚四氟乙烯脂肪酸 填料 类型玻璃纤维滑石碳酸钙百分比 二或多次反覆料 颜料工艺参数需作调整 导向和塑膠件設計 基本导向阶梯槽型纹理表面剪切膠件設計 能量导向 温度 温度 时间 时间 能量导向之优点 增加接口强度减少飞溅减少焊接时间所需振幅较低 基本能量导向 阶梯导向 W8 W8 W3 min 0 23 0 6mm W min 0 080 2mm 焊前焊后 滑配合 0 010 0 025 0 25 0 64mm 槽型导向 能量导向和纹理表面 纹理的优点 增强接头强度减小飞溅减少焊接时间较低振幅 无纹理 有纹理 无纹理 50ms 有纹理 50ms 无纹理 100ms 有纹理 100ms 无纹理 150ms 有纹理 150ms 无纹理 200ms 有纹理 200ms 能量导向连续十字交叉能量导向 能量导向中断的十字交叉能量导向 能量导向带纹理的刀刃 焊前焊后 能量导向和内壁垂直 能量导向中断 剪切导向 焊前焊后 焊接深度 干涉 0 2mm 夹具 最小导入0 020 0 5mm 剪切接口 焊接深度 推荐1 25W最小0 5W最大1 75W W 壁厚 剪切接口优点 机型强度高 密封性好适用于所有热塑性塑料防止半结晶型树脂的早期固化 剪切接口的局限 需要紧密公差需要刚性侧壁支撑零件尺寸不规则外形 其它设计考虑因素 尖角孔洞和弯曲附加物振动膜焊头接触 尖角 避免推荐 孔洞和弯曲 潜在的焊接盲区 半结晶型树脂 无定型树脂 空洞 附加物 潜在的裂纹点 附加物 焊头 振动膜 焊接时间改小振幅加大或减小AmplitudeProfilingTM焊头中心柱塞内壁加厚内部支撑筋 焊头接触 正确 不正确 耦合面 太小 焊头接触 增加法兰以便焊头直接位于焊接区域上 模具技术 換能器調幅器焊头底座 压电陶瓷 通电前 通电后 H H 标准振幅 可能损坏的原因 横向振动过热撞击焊头频率相差大不適當調幅器 什么是调幅器 调幅器是铝合金或钛合金材料制成的一个半波长共振部分 它安置于换能器和焊头之间 调节传递至焊头的振动幅度 1 0 6 1 1 1 1 5 1 2 0 1 2 5 1 0 6 1 1 1 1 5 1 2 0 调幅器的增益 压强 下降速率 力 X 频率 X 振幅 速率因素 速率 功率因素 能量 功率X时间 力可以改变 负载 黑色 银色 无调幅器 金色 压力 输出振幅与输入振幅之比 终值 增益量 振幅 增益 换能器 20微米 黑色调幅器 焊头 微米 换能器 20微米 绿色调幅器 焊头 微米 如何选择调幅器 可咨询本公司应用部超声焊头有其相应的调幅器增益极限工件塑膠特性 面積大少 形狀 振幅应用之種類 铆焊 点焊 嵌插焊等 焊头 定义材料表面处理焊头设计 长度通常为波长的一半 能产生共鸣的金属部分可以将振动能量传递给塑件 焊头 材料 钛合金铝合金冷凝钢 焊头设计 频率振幅振幅与应力沟槽设计全波焊头复合 子母 焊头可更换焊嘴有限元分析特殊焊头故障检修 频率 有20Kz 30Kz和40Kz模具频率在上 下50Hz范围以內品質好的焊头産生最大效率不易發熱不易损壞換能器生産出品質良好和稳定産品客户安心使用 什么是振幅 振幅 节点 输出振幅与输入振幅之比 终值 增益量 振幅 增益 换能器 20微米 黑色调幅器 焊头 微米 换能器 20微米 绿色调幅器 焊头 微米 振幅与应力 横向应力 31 2 全波焊头 复合 子母 焊头 可更换焊嘴 有限元分析 故障检修 基本的故障信号 高音噪声空载负载率高对塑件的负载率不够过载显示 外观检验 检察其它区域 检察调幅器和换能器检察螺栓检察组合检察焊嘴 模具設計结論 主要因素膠件材料 大小 高低相差和避位調幅器焊机功率模具使用材料频率振幅应力 什么是振动摩擦焊接 振动摩擦焊接是一种改进的摩擦焊接技术 用于各种热塑性塑料件 摩擦热的产生是通过将两个塑料件加紧 并往复振动其中的一个塑件 运作原理 电磁线圈 电磁线圈 框架 弹簧 支撑台面 上模 下模 驱动板 弹簧 频率 240Hz 线性 100Hz 轨迹 120Hz 线性 优势 复杂 不规则外形大型塑件高强度密封多个塑件同时焊接塑料种类广泛 汽车 优势 复杂 不规则外形大型塑件高强度密封多个塑件同时焊接塑料种类广泛 热板焊接焊接周期长能量消耗大热板上有污物材料受热易变性 生产不稳定散发气味 污染环境材料有局限 PA PP 溶剂 粘结剂连接周期长操作复杂 难以自动化污染环境劳动密集型需要时间 空间和辅助件等来固化效果不稳定 旋转焊接仅限于圆形塑件单一塑件焊接塑件尺寸和外形有局限定位有一定偏差材料有局限超声焊接周期短成本低材料有局限塑件尺寸和外形有局限 振动摩擦焊和其它焊接方式之比较