超聲波焊接工藝標準

超聲波焊接工藝標準作業(yè)指導書文件名稱： 超聲波焊接工藝標準文件編號： 71-02-WI-003生效日期： 2011年06月15日版本號： A 適用范疇： 所有超聲波熔接作業(yè)受控正本 受控副本彭志云保密等級：內(nèi)部文件制定/修改情形記錄版次修改內(nèi)容編寫/修改人審核批準修改日期A首版彭志云2011-06-151目的：建立超聲波焊接工藝標準，為各分公司超聲波焊接作業(yè)及超聲波焊接工藝調(diào)整、超聲波焊接關(guān)鍵工序的治理提供理論指導，從而規(guī)范各分公司超聲波焊接作業(yè)，保證超聲波焊接產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率。2適用范疇：適用于各分公司所有超聲波焊接作業(yè)。

3人員要求:超聲波焊接崗位作業(yè)人員上崗條件必須滿足:初中以上學歷，入職1個月以上的職員。工作態(tài)度積極，有上進心并有較強的學習能力，有長期為公司服務的意愿。職員必須通過理論知識和實際操作培訓并經(jīng)考核合格，取得該關(guān)鍵崗位上崗資格證后方可正式上崗。超聲波焊接工序作業(yè)人員上崗前要進行理論知識的培訓，培訓要緊內(nèi)容包括：一線超聲波焊接職員對焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質(zhì)量的評定等；并現(xiàn)場指導職員操作，教會職員具體的操作步驟；對作業(yè)產(chǎn)生的不良品的辨別及處理方法等；最后是對職員進行本工序其它要求培訓：廠牌要與上崗證配套使用，關(guān)鍵工位標識牌的正確配戴，作業(yè)指導書的識別，關(guān)鍵工序WI的張貼等，并安排對所培訓的內(nèi)容進行具體的實際操作廣艮**電工乂上才■小4*廣艮**電工乂上才■小4*P仆司?一工1工:1一匚上崗證IE部對通過關(guān)鍵工序上崗資格培訓的人員，依照人員實際所具備的相關(guān)條件及培訓結(jié)果如實填寫《關(guān)鍵工序上崗資格評定表》并建立檔案，作為關(guān)鍵工序上崗的考核依據(jù)。4設(shè)備認識:什么是超聲波焊接超聲波焊接是一種快捷，潔凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成構(gòu)件的方法。目前被運用的塑膠制品與之間的粘結(jié)，塑膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非塑膠材料之間的粘結(jié)！它取代了溶劑粘膠機械牢固及其它的粘接工藝是種先進的裝配技術(shù)！超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水粘膠機械牢固及其它的粘接工藝是的密封成效超聲波焊接的優(yōu)點節(jié)能環(huán)保無需裝備散煙散熱的通風裝置成本低,效率高

容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)焊接強度高，粘接牢固焊點美觀，可實現(xiàn)無縫焊接，防潮防水，氣密性好超聲波焊接機要緊由如下幾個分組成：發(fā)生器、氣動分、程序操縱分、換能器分。發(fā)生器要緊作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻（例如20KHZ）發(fā)生器要緊作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。5超聲波焊接的工作原理:超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設(shè)備將當前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機械振動能，調(diào)壓裝置負責傳輸轉(zhuǎn)變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。焊頭是將機械振動能直截了當傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學裝置!!振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化，振動會在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達其介面時停止，短暫保持壓力能夠使熔化物在粘合面固化時產(chǎn)生個強分子鍵，整個周期通常是不到一秒種便完成，然而其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。如下圖所示，振動能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產(chǎn)生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體。焊頭HORN熔合焊頭HORN熔合工件6超聲波熔接技術(shù)的應用6.1鉚接-Staking6.1.2圓蓋鉚接方式-DomeStake6.1.1標準鉚接方式-StandardProfileStake超聲波熔接機工作原理圖\AA6超聲波熔接技術(shù)的應用6.1鉚接-Staking6.1.2圓蓋鉚接方式-DomeStake6.1.1標準鉚接方式-StandardProfileStake超聲波熔接機工作原理圖\AA換能器焊頭AfterAfter電、田府nn倜幅器6.1.3咬花成型鉚接方式-KnurledStake6.1.4平頭鉚接方式-FlushStake6.1.5中空鉚接方式-HollowStake6.1.6高壓鉚接方式-HighPressureStake6.1.7埋植-Insertion

6.1.8成型-Swaging/Forming7超聲波熔接適用的材料由超聲波的工作原理我們能夠明白，超聲波的實際功率并不大，工作時刻短，因此產(chǎn)生的熱量有限，因此一樣只適用于一些熔點較低（400℃以下）的材料。要緊以熱塑性的聚合物即塑料為主。我們要緊了解一下各種塑料的熔接特性。一樣來說，聚合物的熔點越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是專門有阻礙的。總的說來，愈硬的材料其傳導力愈強。7.1塑料熔接特性材料塑料熔接特性ABS丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物質(zhì)輕，兼具韌性，剛性與耐化學品性，用途廣泛，熱性佳，專門適合超聲波溶接不管近距離或遠距離熔接，均可得到良好成效。Acrylics壓克力硬度大、耐沖擊、不受酸之作用，有高度光學明晰性，著色性良好，常用于汽車尾燈、外表板、獎章、水龍頭把手等。用于超聲波熔接時，須注意衰明度問題，就易熔接。Acetal縮醛抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時刻。Celluloeics酯酸纖維性物質(zhì)抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時刻。

Noryl聚苯醚超聲波振動時材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸取能量，熔接較困難。Nylon尼龍性極韌、電性佳、絕緣度高，常用為電子零件等。因熔點高，所需熔接時刻長，振幅高。難于焊接.PC.聚碳酸脂材質(zhì)強韌，耐磨損，摩擦系數(shù)極低，耐酸，常用作軸承、齒輪、管子、廚房用具、毛刷等。用超聲波熔接時，因熔點高，所需熔接時刻長，熔接前先經(jīng)烘乾會較易熔接。HiglDensityPE高密度聚乙烯比重小，在低溫及室溫下富柔曲性，防水、防蝕、可制成各種顏色。價格低的產(chǎn)品，常用于皿盤、封裝薄膜、軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合于超聲波熔接。LowDensityPE低密度聚乙烯GeneralpurposePS一樣聚苯乙烯比重輕，對水及化學物之抗蝕性強，安定、絕緣性佳，專門適合于射出及押出成形。常用于玩具、裝飾品、孟洗設(shè)備、盤子、透鏡、浮動輪等的制造。由于彈性系數(shù)高,不管是近距離或遠距離的超聲波熔接均極適合。PS聚苯乙烯Impact20-30%glassFilledPS耐沖擊玻纖強化聚苯乙烯UnmodifiedPP聚丙烯比重輕，有良好絕緣性，強度高，能耐熱及化學劑的腐蝕，抽絲后可制繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音響外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質(zhì)因彈性系數(shù)低，易衰減聲波振動，幫遠距離熔接需注意其成效，較難于焊接。PVC聚氯乙烯電性佳，耐弱化學品，低溫性佳，具難燃性，常用于各種合成皮軟管、膠膜等，材質(zhì)柔軟，易衰減音波振動，熔接面易劣化。Polyster聚酸脂熔接能量大Polysulfone聚颯質(zhì)硬、強度大、具韌性、長期受熱不阻礙其電性能，常用為電視機零件護蓋、馬達零件等。因熔接點高，需較高之能量熔接。PolyphenyleneQxide(ppo)聚氧化二甲苯耐熱與耐濕性，耐化學品，不性蒸汽，常用作端子、轉(zhuǎn)子、外殼、葉輪和管件等，熔點高，需較高之能量熔接。Phenoxy苯氧樹脂性韌、富延展性、熱安定性，熔點高，需較高之能量熔接。SAN苯乙烯丙烯晴拉伸強度及壓縮強度高，常用為盤管薄壁零件、打字機帶卷軸，超聲波熔接成效好。熱塑性塑料超聲波焊接的ABABS/聚碳酸酯合金（賽柯樂800）聚甲丙烯丙烯酸系多元共聚物丁纖維素（CA,氟聚尼龍亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚碳相容性示例圖表S醛腈烯-苯乙烯CAB,CAP)合物酸酯ABS■■■O

ABS/聚碳酸酯合金（賽柯樂800）■■O■聚甲醛■丙烯腈■O■OOO丙烯酸系多元共聚物OO■丁二烯-苯乙烯■纖維素(CA,CAB,CAP)■氟聚合物■尼龍■亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）O■O聚酰胺-酰亞胺（托郎）■聚碳酸酯■OO■熱塑性聚酯■聚乙烯聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯OO■聚颯O聚氯乙烯OSAN-NAS-ASAOOOO黑方塊的表示兩種塑料的相容性好，容易進行超聲波焊接；圓圈表示在某些情形下相容，空格表示兩種塑料相容性專門差，不易焊接。焊接性能尚可；表中所列儀快參考,因為熟知的變化可導致結(jié)果略有差異.7.2.超聲波焊接面設(shè)計▼V▼RCfiNFHORN■1■事身燈?4-=it圻■Jrtp產(chǎn)＜2L -fit■梯括藏收“-iF-

rtcmrjHEM胤由士就計HORNHOHNWORN頻率振幅的變化因素比較多振幅時刻保壓時刻往了被福8.38.48.68.5樣來說，振幅的調(diào)整能夠通過調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計來達到8阻礙超聲波熔接能量的因素超聲波熔接機器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大8.1氣壓imKCELENIKn1―IQWOU我們能夠通過調(diào)壓閥來調(diào)整，一樣來說氣壓越大，能量越大我們能夠調(diào)整焊接機的焊接時刻，時刻越長，焊接的能量越大保壓時刻是在塑料熔化之后的保持氣壓的時刻，時刻越長，形成的焊點越穩(wěn)固，變形越小8.2下降速度超聲波熔接機上有相應的旋鈕，一樣來說，下降速度越大能量越大3—:網(wǎng)叼:加然僻整威焊接弁析圖THERMOPLASTICS)熔接能量WeldingEnergyPowerXTimeVelocity施力rtcmrjHEM胤由士就計HORNHOHNWORN頻率振幅的變化因素比較多振幅時刻保壓時刻往了被福8.38.48.68.5樣來說，振幅的調(diào)整能夠通過調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計來達到8阻礙超聲波熔接能量的因素超聲波熔接機器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大8.1氣壓imKCELENIKn1―IQWOU我們能夠通過調(diào)壓閥來調(diào)整，一樣來說氣壓越大，能量越大我們能夠調(diào)整焊接機的焊接時刻，時刻越長，焊接的能量越大保壓時刻是在塑料熔化之后的保持氣壓的時刻，時刻越長，形成的焊點越穩(wěn)固，變形越小8.2下降速度超聲波熔接機上有相應的旋鈕，一樣來說，下降速度越大能量越大3—:網(wǎng)叼:加然僻整威焊接弁析圖THERMOPLASTICS)熔接能量WeldingEnergyPowerXTimeVelocity施力DewispeedFrequencyAmpiKudie州ELDINGCHARACTEftlSTiCSFore*cangv&ritdLythsngiri9玳重施口的因素是..FactorsofPower功陣的要素Factorsofwlocrtyare避用的要素是…8.7阻礙超聲波熔接能量的因素（頻率）換能器Converter作用:將電能轉(zhuǎn)換成機械能組成:陶瓷晶片和傳動頭原理:電流通過換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再通過壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產(chǎn)生振動，振動通過金屬頭,到調(diào)幅器表面振幅： 20KHz=0.02mm30KHz=0.015mm40KHz=0.01mm9超聲波熔接機參數(shù)調(diào)校 調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧焊頭——工件——底模之間的校準調(diào)整：行程速度下降時刻機械式止動器ir調(diào)整：焊接壓力焊接時刻保壓時刻被焊工件負載監(jiān)控表過載負載20%至95%過載時候壓力較高減低下降速度降低動力觸發(fā)值用較低比例的調(diào)幅器1，工件的檢查或試驗欠佳良好. 1焊接不充分增加焊接時刻和壓力采納更高比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機 參數(shù)記錄 IR焊接過度減少焊接時刻或降低壓力*采納較低比例的調(diào)幅器調(diào)幅器的選擇焊接面積——面積越大,需要振幅越高。工件材料——PP/PE/尼龍等較難焊的晶型樹脂,需要的振幅較高。工件構(gòu)造——工件有細長的柱子或薄片等容易振裂的,應采納較弱的振幅。能源供應部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每種組合相配合正常情形：測試時，負載表的讀數(shù)應少于20%專門情形：負載大于20%應檢查：A焊頭是否鎖緊？B連接螺桿是否完好？C連接面是否清潔？D焊頭是否有裂痕（用油涂于表面，測試音波時，可見到裂痕位置）對位與行程對位焊頭、工件與底模之間的對位。工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉，對準接觸面。然后將底模在底板上固定好。行程以方便取放工件為宜切記不能將焊頭直截了當接觸底?；虻装宓慕饘俚扔操|(zhì)材料，專門可能會導致?lián)Q能器的破壞。壓力壓力過低,會延長焊接時刻,使工件表面產(chǎn)生疤痕或質(zhì)量不佳。壓力過高,會使工件破裂,使界面結(jié)合欠佳,甚至過載,而終止超聲。焊接時刻與保壓時刻過長的焊接時刻,會產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,專門是嚴格密封的場合下,更要注意，過長的焊接時刻,會使工件偏離焊接區(qū)、表面熔化或破裂，專門是有孔部位、模合線上或頭角處。一樣0.3S?0.5S,在有彈力裝置、材料熔點高或材料有彈性時,要加大保壓時刻。如：PP/PE等。動力觸發(fā)器用來操縱超聲波發(fā)出的時刻旋鈕刻度為1?23,刻度越大,壓力越大,范疇67N?734N除非要克服變形或需要壓縮（彈簧、膜片、密封件）的元件，使用較高的觸發(fā)壓力外，一樣都使用較低的觸發(fā)壓力1~5一樣開始參數(shù)設(shè)置時,一樣由小到大的原則每次調(diào)整一種參數(shù)壓力表:20Mpa 觸發(fā)壓力:1~5kg/cm2焊接時刻:0.5S 下降速度：1S~5s保壓時刻:1S組件功用說明延遲時刻設(shè)定：調(diào)整開始發(fā)振時刻，在限制開關(guān)動作后0~9.99秒開始發(fā)振。熔接時刻設(shè)定：調(diào)整熔接時刻長短，在延遲時刻終了發(fā)振0?9.99秒之范疇。硬化時刻設(shè)定：調(diào)整發(fā)振終了工作物熔接處冷卻定型時刻在0~9.99秒之范疇。計數(shù)器：工作循環(huán)次數(shù)記錄用，附有歸零壓扣。調(diào)整及壓力表：工作壓力之指示及調(diào)整壓力用。聲波調(diào)整：調(diào)整振動子系與發(fā)振回路之共振匹配，使轉(zhuǎn)換效率達到理想。振幅表：顯示聲波空載或負載工作之振幅強弱。電源開關(guān)及燈：電源開關(guān)之操縱，及指示開路之信號。選擇開關(guān)（自動/手動/聲波檢查）：自動或手動之選擇，及作聲波空載檢視之按紐。聲波出力調(diào)整紐：聲波出力段數(shù)之設(shè)定用，1?2段為一樣使用，3?4段為強力輸出用。聲波過載燈：顯示聲波過載之不正常，需做聲波調(diào)整，至過載燈可不能顯示為止。頻率指示：調(diào)試機器時做機器頻率顯示。焊頭：傳動振動能量于工作物之上，使之熔接。上升/下降緩沖調(diào)整：調(diào)整孔位于機臺側(cè)面可適當調(diào)整，使升降慣性適中。下降速度調(diào)整：調(diào)整合理適當之下降工作速度用。熔接位置視窗：檢視正常熔接時焊頭壓附工作物之狀況。最低點微調(diào)螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時使用可限制汽缸之下降。水平微調(diào)螺絲：調(diào)整此四支螺絲，可使焊頭平均壓附在工作物上。輸出電纜及插座：聯(lián)接機體振動子系統(tǒng)與發(fā)振箱線路用。操縱電纜及插座：聯(lián)接機體操縱單元與發(fā)振箱自動操縱回路用。接地螺母：電子回路之接地線連接用，漏電時之安全保證。保險絲座：電子線路之過載愛護。機器安裝法將發(fā)振箱放置于機體鄰近操作員易于觀看及調(diào)整之處。接地：將地線一端接地，另一端接于發(fā)振箱后面之接地旋鈕。發(fā)振箱與機體聯(lián)接：將機體之輸出電纜插頭及操縱電纜插頭接于發(fā)振箱插座及機體插座上。接空壓源：將高壓氣壓管引清凈干燥之空壓源與熔接機體上空氣濾清器入口接頭以管束結(jié)合鎖緊。接電源：發(fā)振箱后面之電源線及插頭，請接上AC220V,e60/50HZ電源。各調(diào)整及熔接前預備工作裝焊頭先將換能器（CONE）及焊頭（HORN）以及焊頭螺絲，以酒精或汽油擦洗潔凈，再將焊頭螺絲及換能器，焊頭結(jié)合面抹上一層薄薄的黃油脂再將焊頭螺絲鎖于焊頭上。注意：換能器，焊頭之結(jié)合面若有損害時，振動之傳達效率會遞減，應謹保養(yǎng)。再緊固4支焊頭水平調(diào)整螺絲，將換能器固定在其旋轉(zhuǎn)范疇之中間位置處。把焊頭用手旋入換能器到不能回轉(zhuǎn)為止。以焊頭鎖緊扳手焊頭旋緊（約300Kg/cm之扭力），現(xiàn)在專門注意不讓換能器旋轉(zhuǎn)，以防止轉(zhuǎn)梢扭斷。（若發(fā)覺旋轉(zhuǎn)則4支焊頭水平調(diào)整螺絲要再緊固些）。10注塑成型缺陷之熔接痕標準化解決方案10.1熔體匯合時形成的接縫分熔合線（meldline）和熔接痕（weldline）,熔合線的性能明顯優(yōu)于熔接痕。一樣而言，匯合角大于135度時形成熔合線，小于135度時形成熔接痕，如下圖所示。熔合線的性能明顯優(yōu)于熔接痕，匯合角對熔接縫的性能有重要阻礙，因為它阻礙了熔接后分子鏈熔合、纏結(jié)、擴散的充分程度，匯合角越大，熔接縫性能越好。10.2熔接痕的表現(xiàn)形式1熔接痕是注塑件的薄弱環(huán)節(jié)，不但阻礙制品的外觀，而且易于產(chǎn)生應力集中，阻礙制品的總體強度圖久管接痕的實韌外現(xiàn)

熔接痕的評判規(guī)格熔接痕一樣是兩股熔體匯合時形成的表面刻痕，能夠通過表面粗糙度計（如圖3）來測量，其評判規(guī)格可由熔接痕的深度（如圖4）來衡量（如圖5熔接痕質(zhì)量的評判規(guī)格）.表面粗崎度計圖生測量熔接線的表面粗糧度計wemLineRi辰建sMm

表面粗崎度計圖生測量熔接線的表面粗糧度計wemLineRi辰建sMm

圖限測量獲得的熔接繆融 圖區(qū)熔接痕質(zhì)量的評僑規(guī)格熔接痕產(chǎn)生的緣故及改善的計策熔接痕的質(zhì)量與人機料法環(huán)等因素都有直截了當或間接關(guān)系，關(guān)鍵是要把握阻礙的要緊因素，并確定正確的改善措施。熔接痕改良措施見下表：德技短產(chǎn)生原因改吉對策里料流動性不隹改善俁具澆注系統(tǒng)的準流現(xiàn)家：tr大撓口、流