超聲波焊接工藝參數(shù)的設(shè)定學(xué)習(xí)資料

超聲波焊接工藝參數(shù)的設(shè)定精品文檔超聲波焊接工藝參數(shù)的設(shè)定超聲波焊接的工藝參數(shù)設(shè)定包括超聲波焊接功率、超聲波頻率、超聲波振幅、超聲波焊接壓力、超聲波焊接時(shí)間等。超聲波的頻率超聲波焊接的工作頻率通常在 15-40kHz,對(duì)低頻反應(yīng)較差的材料,如PvC、PE等可以使用高頻進(jìn)行焊接 ,這可以減少對(duì)材料的損壞。高頻的超聲波能量傳遞集中,對(duì)于一些精細(xì)的零部件可以使用高頻的超聲波進(jìn)行焊接。超聲波焊接時(shí) ,由于負(fù)載的變化會(huì)造成超聲波設(shè)備的失諧現(xiàn)象 ,使焊接強(qiáng)度下強(qiáng)。一般情況下 ,焊接機(jī)的工作頻率確定后,需要保持聲學(xué)系保持諧振。下面的方程可以描述超聲波的功率 :P=μSnv=-2Aω/π=4usaf式中P超聲功率;F靜壓力;S焊點(diǎn)面積;v相對(duì)速度;A振幅;μ一摩擦因數(shù);w為角頻率;f為振動(dòng)頻率。2.超聲波振幅在較大的工作頻率和振幅下進(jìn)行焊接 ,可以減少焊接時(shí)問,提高工作效率。對(duì)于不同的材料都存在一個(gè)最佳的焊接振幅如表 l所示。超聲波焊接 20μm的振幅較小,通常建議使用40μm的振幅,因?yàn)檫^大的振幅常會(huì)使超聲波電源疲勞損壞 ,所以超聲波的振幅要求與超聲波電源匹配一致。超聲波焊接時(shí)間焊接時(shí)間指焊接過程中發(fā)出超聲波能量的時(shí)間。焊接時(shí)間過短 ,能量不夠,并不能造成可靠的焊接結(jié)。隨著焊接時(shí)間的增加 ,能使焊件吸收更多的能量 ,焊接面的溫度會(huì)提高,焊合面積也會(huì)增大,焊接熔深增加,這樣焊接強(qiáng)度也會(huì)增加 [22-收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔24]。然而,過長的焊接時(shí)間,會(huì)導(dǎo)致焊接位置材料熔化過多并造成較多的溢料。這些熔料在焊合區(qū)域流動(dòng)是有方向性的 ,所以過多的熔料流動(dòng)會(huì)造成強(qiáng)度的下降。另外,過長的焊接時(shí)間會(huì)造成焊件溫度過高 ,造成焊件燒化和降解,使焊件表面造成焊痕,造成過焊,使強(qiáng)度下降。焊接時(shí)間過長 ,能量過多會(huì)造成熔化層溫度過高,被焊塑料變色、分解、脆化 ;而且焊接邊緣應(yīng)力集中,焊接表面出現(xiàn)壓痕。所以為了得到較高的焊接強(qiáng)度 ,必須要選擇合適的超聲波焊接時(shí)間 ,過短和過長都會(huì)造成焊接強(qiáng)度的下降。超聲波焊接壓力超聲波焊接壓力是指焊接過程中 ,焊頭施加到焊件上的靜壓力 ,通過靜壓力的施加向焊件傳遞超聲波能量。在超聲波焊接中 ,當(dāng)焊接時(shí)間一定時(shí),壓力關(guān)系著焊接面形成適合的接觸,對(duì)強(qiáng)度一個(gè)十分關(guān)鍵的因素。在一定壓力范圍內(nèi) ,隨著壓力的增加,焊接的強(qiáng)度會(huì)提高。焊接壓力較低時(shí) ,焊件接觸不好,摩擦能不能有效的產(chǎn)生,超聲波的能量利用率低。較低的壓力會(huì)導(dǎo)致焊接部位熔料較少 ,無法形成有效焊接。但焊接壓力過大時(shí) ,會(huì)造成熔料流動(dòng)過快,熔料從焊接部隊(duì)流出,減少焊頭形成所需的熔料凝固偏少 ,降低焊接強(qiáng)度。過大的歷力會(huì)造成摩擦力過大 ,造成焊件之間的相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)減弱 ,給焊接機(jī)造成過大的負(fù)載 ,焊接困難。焊接壓力在尼龍66的超聲波焊接過程中,對(duì)焊接強(qiáng)度的影響很大。稍低的焊接壓力能使焊接產(chǎn)生較厚的熱影響區(qū),這會(huì)使更多的分子鏈、晶粒、纖維走向垂直于焊接界面 ,提高焊接強(qiáng)度,這些焊接接頭在 0.66MPa的焊接壓力下,焊接強(qiáng)度能達(dá)到尼龍 66的70%。焊接壓力需要與焊接時(shí)間相配合 ,這樣才能獲得較佳的焊接度。Matsuoka[27]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于玻纖維增強(qiáng)熱塑性塑料 ,保持焊接振幅一定時(shí),增加焊接壓力可以減少焊接時(shí)間。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔搭接長度和固定位置超聲波焊接時(shí)的搭接長度和夾持固定位置也會(huì)影響焊接強(qiáng)度的大小。隨著單搭試驗(yàn)搭接長度的提高會(huì)降低焊接的強(qiáng)度。當(dāng)搭接長度增加 ,會(huì)造成焊接部位的應(yīng)力集中使強(qiáng)度下降。因此為了獲得最佳的焊接強(qiáng)度 ,需要設(shè)計(jì)較短的搭接長度,并且要根據(jù)接頭的類型選擇恰當(dāng)?shù)慕咏娱L度。在一般情況下 ,搭接長度往往是固定不變的,為了滿足強(qiáng)度需要,搭接較短,焊接面積小,強(qiáng)度不夠;搭接較長,又會(huì)造成材料的浪費(fèi),設(shè)計(jì)好搭接長度,改變焊接參數(shù)來獲得最佳的焊接強(qiáng)度。 Qiu等發(fā)現(xiàn)焊件被固定的砧座上,夾持點(diǎn)與焊接部位的距離會(huì)影響焊接強(qiáng)度。較短的距離有利于增強(qiáng)摩擦產(chǎn)生熱量 ,就更能提高焊接的強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中 ,焊接件造形多樣,固定的夾持位置并不合適 ,一般要求在焊接過程焊件夾持穩(wěn)定即可。6.超聲波熔接深度在焊接過程中,隨著焊接位置材料的熔化 ,焊頭位置會(huì)持續(xù)下降,焊接結(jié)束熔化的材料會(huì)相互擴(kuò)散凝固 ,最后凝固材料的厚度稱為熔深 ,在一般情況下,可以控制焊接過程中焊頭的下降位移控制熔深的大小。焊接的強(qiáng)度與焊合部位的微觀結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,也就與焊接過程中熔層的厚度、焊合部位的溫度關(guān)系密切。增加焊接壓力或焊接時(shí)間都會(huì)使焊接過程中材料熔化增加并且流動(dòng) ,從而增加熔深。適當(dāng)?shù)娜凵羁梢允购附訌?qiáng)度增加,但是當(dāng)熔深過大時(shí),往往需要更多的焊接時(shí)間,這將造成的是材料的過焊,使強(qiáng)度下降。不論如何改變焊接壓力,時(shí)間,都需要證一個(gè)合適的熔深,這樣才能保證焊接達(dá)到較高的強(qiáng)度。超聲波導(dǎo)能筋的影響收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔在焊接件上