超聲波焊接技術(shù)大全

--------超聲波焊接塑料件的設(shè)計(jì)塑料件的設(shè)計(jì)代注塑方式能有效供給比較完善的焊接用塑膠件。光我們打算用超聲波焊接技術(shù)完成熔合時(shí)，塑料件的構(gòu)造設(shè)計(jì)必需首先考慮如下幾點(diǎn):1焊縫的大小〔即要考慮所需強(qiáng)度)2 是否需要水密、氣密是否需要完善的外觀避開塑料熔化或合成物的溢出是否適合焊頭加工要求焊接質(zhì)量可能通過下幾點(diǎn)的掌握來獲得：1 材質(zhì)2 塑料件的構(gòu)造3焊接線的位置和設(shè)計(jì)焊接面的大小上下外表的位置和松緊度焊頭與塑料件的妝觸面順暢的焊接路徑底模的支持為了獲得完善的、可重復(fù)的熔焊方式，必需遵循三個(gè)主要設(shè)計(jì)方向：最初接觸的兩個(gè)外表必需小,以便將所需能量集中，并盡量削減所需要的總能量(即焊接時(shí)間〕來完成熔接。找到適合的固定和對齊的方法,如塑料件的接插孔、臺階或企口之類。,接觸面盡量在同一個(gè)平面上,這樣可使能量轉(zhuǎn)換時(shí)保持全都。下面就對塑料件設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)展分類舉例說明：整體塑料件的構(gòu)造1.1塑料件的構(gòu)造2－6kgf/cm２。所以塑料件必需保證在加壓狀況下根本不變形。１.2罐狀或箱形塑料等,在其接觸焊頭的外表會(huì)引起共振而形成一些集中的能量聚攏點(diǎn)，從而產(chǎn)生燒傷、穿孔的狀況(1所示〕,在設(shè)計(jì)時(shí)可以罐狀頂部做如下考慮1加厚塑料件2 增加加強(qiáng)筋3焊頭中間位置避空１．3尖角折裂、溶化。這種狀況可考慮在尖角位加R2所示。塑料件的附屬物注塑件內(nèi)部或外部外表附帶的突出或細(xì)小件會(huì)因超聲波振動(dòng)產(chǎn)生影響而斷裂或脫落,例如固定梢等〔3所示)。通過以下設(shè)計(jì)可盡可能減小或消退這種問題：1在附屬物與主體相交的地方加一個(gè)大的Ｒ角，或加加強(qiáng)筋?！穑苍黾痈綄傥锏暮穸然蛑睆?。塑料件孔和間隙(如圖4所示)，依據(jù)材料類型〔尤其是半晶體材料)和孔大小，在開口的下端會(huì)直接消滅少量焊接或完全熔不到的狀況，因此要盡量預(yù)以避開。塑料件中薄而彎曲的傳遞構(gòu)造被焊頭接觸的塑件的外形中,假設(shè)有薄而彎曲的構(gòu)造,而且需要用來傳達(dá)室遞超聲波能量的時(shí)候,(如圖5所示〕,對這種設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避開。近距離和遠(yuǎn)距離焊接近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在6mm以內(nèi),遠(yuǎn)距離焊接則大于６ｍm，超聲波焊接中的能量在塑料件傳遞時(shí)會(huì)被衰減地傳遞。衰減在低硬底塑料里也較厲害,因此,設(shè)計(jì)時(shí)要特別留意要讓足夠的能量傳到加工區(qū)域。遠(yuǎn)距離焊接，對硬膠(如PＳ，ABS，AS，PMＭA)等比較適合,一些半晶體塑料〔如POM，PETP，ＰBTB，PA)通過適宜的外形設(shè)計(jì)也可用于遠(yuǎn)距離焊接。1.８塑料件焊頭接觸面的設(shè)計(jì)頻率、振幅等參數(shù)。焊頭的設(shè)計(jì)需要有一個(gè)基準(zhǔn)面，即依據(jù)其工作頻率打算的基準(zhǔn)頻率面。基準(zhǔn)頻率面一般占到焊頭外表的70%以上的面積，所以,注塑件外表的突超等外形最好小于整個(gè)塑料面的30%。一滑、圓弧過渡的塑料件外表,則比標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬,且突出位盡量位于塑料件的中部或?qū)ΨQ設(shè)計(jì)。塑料件焊頭接觸面至少大于熔接面，且盡量對正焊接位,過小的焊頭接觸面〔如圖６所示〕,會(huì)引起較大損傷和變形，以及不抱負(fù)的熔接效果。在焊頭外表有損傷紋,或其外形與塑料件協(xié)作有少許差異的狀況下，焊接時(shí)，會(huì)在塑料件外表留下傷痕。避開方法是：在焊頭與塑料件外表之間墊薄膜(PE膜等)。本文來自:中國連接器論壇［www．cｈiｎatｙco．cn] 具體出處參考:htｔp://wｗw.cｈｉnａｔｙ/thread-８413-1-1.ｈtml焊接頭材料一般超波焊頭是用鋁鈦合金#7075做的,我也是剛剛開頭做試驗(yàn),第一次的閱歷是,要留意以下幾點(diǎn):1?,依據(jù)超波機(jī)型來定焊頭長度.?２,還有上下模最主要必需垂直.主要是上模，下模只起固定作用。模具(Hｏrn〕6061就可以了。壽命長要用鈦合金。模具小的話，用不銹鋼也可以。目前國內(nèi)用的材料都是７０７５或６０６1,或許在１5０元每公斤.,廠家不同會(huì)很難頻率的，需要有特地的測頻工具.做焊時(shí)肯定要留意同心度＼垂直度等條件，不然焊頭做出后會(huì)振動(dòng),但可能橫向振動(dòng)太大而無法使用.?各位朋友,我是德國海爾曼超聲波在中國的分支構(gòu)機(jī)技術(shù)效勞人員,假設(shè)有超聲波方面的問題可以同我連系：QＱ４４７２１71２４我會(huì)供給從設(shè)計(jì)到應(yīng)用方面的學(xué)問.超聲波焊接技術(shù)大全超聲波焊是一種快捷,干凈，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),朔膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非朔膠材料之間的粘結(jié)!??超聲波的優(yōu)點(diǎn)：無需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置超聲波焊接機(jī)的工作原理!?超聲波焊接裝置是通過一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前５0/6０Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20ＫHz或4０KHz的電能高頻電能,輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波焊接機(jī)的焊頭。焊頭是將機(jī)械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置。?振動(dòng)通過焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化，振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停頓,短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵,!！焊接：?指的是廣義的將兩個(gè)熱塑性塑料產(chǎn)品熔接的過程。當(dāng)超音停頓振動(dòng)時(shí)，?固體材料熔化，完成焊接。其接合點(diǎn)強(qiáng)度接近一整塊的連生材料,?只要產(chǎn)品的接合面設(shè)計(jì)得匹配,完全密封是確定沒有什么問題的,碟合:??熔化機(jī)械鎖形成一個(gè)材質(zhì)不同的塑料螺栓的過程。嵌入:將一個(gè)金屬無件嵌入塑料產(chǎn)品的預(yù)留孔內(nèi)。具有強(qiáng)度高，成型周期短安裝快速的優(yōu)點(diǎn)類似于模具設(shè)計(jì)中的嵌件！UlｔrａsoｎicWelding1UｌtrasonｉcWｅｌding 2UｌtｒasonｉcＷelding 3UltrasonｉcWelding 4．彎曲/?音波將配件的一局部熔化再組成一個(gè)塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優(yōu)勢在于處理的快速,較小的內(nèi)壓,良好的外觀及對材料本性的抑制。點(diǎn)悍?點(diǎn)焊是對沒有預(yù)留也或能源掌握的兩個(gè)熱塑塑料組件的局部焊接力的粘合構(gòu)造,?剪切?沒有毛邊、卷邊現(xiàn)象。紡織品／膠片的密封紡織品品及一些膠片的密封也可用到超音波。它可對膠片實(shí)行緊壓合，還可對紡織品進(jìn)展干凈的局部剪切與密封。縫合的同時(shí)也起到了裝飾的作用。影響超音波焊接的因素?說起熱塑塑料的可焊接力,最主要的因素包括聚合物構(gòu)造，熔化溫度、柔韌性(硬度)、化學(xué)構(gòu)造。聚合物構(gòu)造?非結(jié)晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流淌的溫度(Tｇ玻璃化溫度的焊接。半結(jié)晶型聚合物分子排列有序，有明顯的熔點(diǎn)(Tｍ熔化溫度〕和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的，能吸取局部高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓(高熔化熱度〕才能把半結(jié)晶型的構(gòu)造打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也打算了這類材料熔點(diǎn)的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源，溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的快速凝固。所以必需考慮這類材料的特別性〔:高振幅、接合點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備)才能取得超聲波焊接的成功。聚合物：熱塑性與熱固性將單體結(jié)合在一起的過程稱為“聚合”。聚合物根本可分為兩大類:熱塑性和熱固性。熱塑性材料加-這種特性使打算了熱塑性,再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化,所以傳統(tǒng)上始終認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。熔化溫度聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多.硬度(彈力系數(shù)〕?材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。超聲波熔接：以超聲波頻率振動(dòng)的焊頭，在預(yù)定的時(shí)間及壓力下,磨擦生熱,令塑膠接面相互熔合,既結(jié)實(shí)，又便利快捷超聲波埋插:由焊頭送到金屬及塑膠間的超聲波震驚，磨擦生熱令塑膠接觸面熔化,使金屬椿擠入塑膠孔內(nèi)。超聲波鉚接,成形包覆：,順著焊頭的接觸面變?yōu)殂T釘外形,將金屬板鉚住超聲波點(diǎn)焊將兩層塑膠板焊接，焊頭中心的導(dǎo)梢以超波震驚攢穿上層塑膠板,由于震驚能產(chǎn)生離析,塑膠接面間接產(chǎn)生磨擦熱,令兩層塑膠板熔接。焊接的相容性和適應(yīng)性: 熱塑性塑料,由于各種型號性質(zhì)不同,造成有的簡潔進(jìn)展超聲焊接，有的不易焊接．如圖表中黑方塊表示兩種塑料的相容性,簡潔進(jìn)展超聲焊接，圓圈表示在某些狀況下相容,焊接性能尚可,空格表示兩種塑料相容性很差，不易焊接.----超聲波焊接的焊口設(shè)計(jì): --兩個(gè)熱塑性塑料零件的超聲波焊接要求超聲波振動(dòng)通過焊接頭傳遞到組合件的上半部,最終傳至兩半的結(jié)合處或界面上.在此,.當(dāng)振動(dòng)停頓后,塑料在壓力下固--------超聲波焊接的焊口設(shè)計(jì):??兩個(gè)熱塑性塑料零件的超聲波焊接要求超聲波振動(dòng)通過焊接頭傳塑料．當(dāng)振動(dòng)停頓后,塑料在壓力下固化,在結(jié)合面上產(chǎn)生焊接．??兩個(gè)結(jié)合外表的設(shè)計(jì),對于獲得最正確焊接結(jié)果來說是格外重要的．有各種各樣的連接設(shè)計(jì),每一種都有特色和優(yōu)點(diǎn).各種設(shè)計(jì)的使用取決于很多因素,例如塑料類型、零件幾何外形、焊接的要求〔即粘性、強(qiáng)度、密封等〕. ??夾具裝置：?,使之與焊接性均可影響能量向界面的傳遞，因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)必需加以考慮.某些用途,例如鉚接和嵌插,要求在焊接頭接觸區(qū)下面有堅(jiān)硬的承托裝置．鋁質(zhì)的夾具裝置可供給必要的剛度,可以鍍鉻來防止零件消滅疤痕和提高耐磨性．?在一些用途中,夾具必需具有肯定程度的彈性以保證在連結(jié)區(qū)產(chǎn)生異相狀態(tài).異相狀態(tài)一般在最差的結(jié)合處消滅,,由于某些零件材料和幾何外形,結(jié)合的兩半可能合成一整體,上下同時(shí)振動(dòng),,或者將硬度計(jì)由軟性材料改為另一種材料,往往足以在連結(jié)區(qū)重建立異相狀態(tài)．?.對于更周密、更長壽命的夾具將要用,或其它的彈性材料.夾具設(shè)計(jì)范圍廣,從快速拆卸夾具到簡潔的金屬板均有.應(yīng)用的要求和生產(chǎn)率通常打算夾具的設(shè)計(jì)。上圖表示簡潔的對接焊連接和有能量導(dǎo)向局部的抱負(fù)連接的時(shí)間-－溫度曲線．能量導(dǎo)向局部允許快速焊接,同時(shí)到達(dá)最大的強(qiáng)度．在導(dǎo)向局部的材料如圖示在整個(gè)結(jié)合區(qū)內(nèi)流淌.上圖表示焊前按要求比例設(shè)計(jì)能量導(dǎo)向局部改進(jìn)對接焊與導(dǎo)致的材料流淌.工件尺寸的選擇應(yīng)是如圖示能量導(dǎo)向局部熔化后足夠分布于結(jié)合面之間,通常,對于易焊的樹脂能量導(dǎo)向部分最小高度為０.０10英寸(０.2５毫米).對于某些需要高能量的樹脂,〔樹脂,需要較大的能量定向局部,其最小高度為0.0２０英寸〔０.5毫米〕。在工件之間對齊的方法,例如銷釘和插口,應(yīng)包括在工件設(shè)計(jì)中。必需指出,為熔劑焊封所作的設(shè)計(jì)一般可以修改,以符合超聲波焊接的要求。要避開:能量導(dǎo)向局部設(shè)計(jì)的典型錯(cuò)誤是將結(jié)合面削成４5度的斜面.上圖表示這樣做的結(jié)果.上圖表示便于對齊的階梯式連接.這種連接設(shè)計(jì)適合于在側(cè)面不宜有過多的熔體或溢料之場?榫槽