常見的超聲波焊接方法以及超聲波焊接線設(shè)計(jì) 二維碼
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發(fā)表時(shí)間:2024-05-02 10:55網(wǎng)址:http://rocketprojector.com/h-nd-252.html 常見的超聲波焊接方法以及熔接口的設(shè)計(jì)一.超聲波焊接 超聲波焊接是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。 超聲焊接需要包含超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、超聲波變幅桿、超聲波焊頭等部件。 二.超聲波焊接過程 1、超聲波焊頭對塑料表面施壓 2、超聲波焊頭每秒20000到40000次振動(dòng) 3、振動(dòng)產(chǎn)生摩擦熱使材料融化粘接 三.焊接類型 1.超聲波埋植 超聲波埋植指的是超聲波焊頭在壓力下將金屬零件擠入塑料孔內(nèi) 2.超聲波鉚焊 超聲波鉚焊法指的是振動(dòng)的焊頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚釘狀,從而使兩物體機(jī)械鉚合 3.超聲波點(diǎn)焊 超聲波點(diǎn)焊指的是對于焊線不易設(shè)計(jì)的物體進(jìn)行分點(diǎn)焊接,同樣可達(dá)到熔接效果。 4.超聲波成型 四?.超聲波焊接為什么要設(shè)計(jì)超聲線及設(shè)計(jì)方法? 圖1 無定形和半結(jié)晶聚合物所用的能量導(dǎo)向囂的近似尺寸 此圖所示的焊接接頭是對普通能量控制接頭設(shè)計(jì)的獨(dú)特的改進(jìn).下面式件用一個(gè)粗糙或有紋理的表面改進(jìn).將會(huì)提高焊接質(zhì)量,焊接強(qiáng)度和焊接完成的容易程度.其它許多有紋理的接頭外形也是可行. 溢料問題可通過把溢料污染槽引入接關(guān)設(shè)計(jì)中而降低,為安全,一般溢料槽設(shè)計(jì)至少10%的過度體積容量. 緊壓接頭:為了使溢料形成的可能性最小,緊壓接頭設(shè)計(jì)的目的是阻擋熔體或?qū)⑷垠w保持在熔區(qū)內(nèi).緊壓接頭對半結(jié)晶的塑料材料如尼龍是有用的.因?yàn)榻雨P(guān)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,緊壓接關(guān)所需的制件配合公差相對嚴(yán)格.與三角能量導(dǎo)向囂焊接相比,較大的接頭結(jié)構(gòu)也需要附加振幅和焊接能量.典型的緊壓焊接幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示.
制件找平 簡單對接沒有任何措施解決制件相互找平或?qū)χ?制件找平更適于用模塑定位銷或雙頭螺完成.而z形接能自動(dòng)找平,且在使用時(shí)耐拉伸且改進(jìn)了搞剪切負(fù)荷性.并能消除外部溢料. 圖3超聲焊接工藝用的典型z開接頭設(shè)計(jì) (a)焊接前的z接頭: (b)焊接后的z形接頭:(c)改進(jìn)的 z形接頭:臺(tái)階附帶肩部掩蓋了不平性,結(jié)果使外觀改進(jìn) *槽舌接合不但提供了剪切強(qiáng)度而且提供了拉伸強(qiáng)度.這種接合是自對中的,接合區(qū)域的壁厚必須相對大以適應(yīng)槽舌接合設(shè)計(jì).另外,制件公差要求相對嚴(yán).間隔加強(qiáng)筋改善了接頭找平. 圖4 超聲焊接機(jī)工藝用的典型槽舌接合設(shè)計(jì) *剪切接頭 當(dāng)焊接半結(jié)晶聚合物(或其它難以焊接的聚合物)和需要密封接頭號(hào)時(shí),一般推薦使 用剪切接。需要高強(qiáng)度,高質(zhì)量接碚的環(huán)形和矩形制件都用剪切接頭。剪切接頭號(hào)具有搭接制件壁部分,當(dāng)接頭被焊接和相互依次嵌入時(shí),搭接部分產(chǎn)生公差和局部剪切。為了促進(jìn)制件找平,接頭包含了調(diào)節(jié)部分。為了集中熔融能量,一邊上的阻礙物的頂角在初始接觸面上降低。因?yàn)槿诨牧系臏囟仍谡麄€(gè)接觸面上保持一致,制件被焊接時(shí),兩表面熔融均勻。深度為1.0-2.0mm的使用0.13-0.5mm范圍內(nèi)的公差值。為了防止在焊接過程中由于公差而產(chǎn)生的外部側(cè)壁翹曲,垂直的制件應(yīng)盡可能淺,但在一邊用剪切制件改進(jìn)的槽舌接頭可與較深的拉伸制件一起使用,提供中壁接頭,它使由于公差而產(chǎn)生的側(cè)壁翹曲最小。 如圖5所示。 (a)焊接前的部件; 1-槽舌剪切接頭:有助于阻止部件向內(nèi)彎曲; 2-支撐夾具:目的是在焊接過程中阻止下面部件壁向外彎曲; 3-上面的部件; 4-下面的部件 *斜坡接合 斜坡接合設(shè)計(jì)也可為無定形和半結(jié)晶聚合物提供高強(qiáng)度密封接頭。斜坡接合是自固定的且最適合小尺寸的圓形或橢圓形制件。斜坡接合的焊接能量要求很高 圖6 超聲焊執(zhí)著用典型的斜坡接合設(shè)計(jì) (a)斜坡接合; 改進(jìn)的斜坡接合(附加公差) 溢料槽;2-夾具 斜坡接合具有30-60度的角且應(yīng)該在內(nèi)裝配。為附加的熔區(qū)材料厚度增加的0.10-0.25mm的公差產(chǎn)生焊縫和溢料。當(dāng)從功能或?qū)徝郎喜荒芙邮芤缌蠒r(shí),就使用收集器。 *帶嵌入密封裝置的焊接 用嵌入的彈性密封圈或韌性墊圈也可獲得可靠的密封。 如圖7所示接頭制件裝有一個(gè)彈性環(huán),以改善用超聲焊接接合可達(dá)到的密封安全性,或在連續(xù)的周邊焊接不可能的情況下使用。 圖7 超聲焊接制件通常需要密封接頭 *電栓焊; 超聲焊接設(shè)備也可生產(chǎn)電栓焊和銷套觸點(diǎn)焊接。在不需要密封接頭的應(yīng)用中,銷套接頭可用來連接相同的塑料材料。 上圖為超聲焊接設(shè)備可形成銷孔型剪切接頭 1-溢料收集器;2-焊接前;3-焊接后 *超聲鉚焊; 超聲焊接的變異是超聲鉚焊.即把一個(gè)熱塑性制件固定在另一個(gè)不同材料的制件上的方法.鉚釘或凸臺(tái)在底部應(yīng)該 有十分大的半徑或圓角,以防裂紋或熔融.為了集中超聲能量,凸臺(tái)的頂端應(yīng)該設(shè)計(jì)成與焊頭的初始接觸最小。凸臺(tái)頂部可以是平的或圓錐形的,半結(jié)晶或填充的聚合物以圓錐形的較佳。超聲鉚焊的完整性取決于鉚釘和焊頭之間的精確容量關(guān)系。 圖9超聲焊接設(shè)備可生產(chǎn)鉚焊或各種結(jié)構(gòu) 1.6mm的鉚釘;2-尖錐觸發(fā)熔融;3-14.0mm的鉚釘 *標(biāo)準(zhǔn)鉚焊; 直徑在1.6-4.0mm這間的平頭鉚釘。剛性和柔性的不耐磨熱塑性塑料推薦使用標(biāo)準(zhǔn)外形。 如圖10所示 當(dāng)嚙合制件中不允許有通孔時(shí),超聲焊接設(shè)備也能形成機(jī)械互鎖。模制塑料鉚釘(與用于鉚焊的類似)和在嚙合制件中的盲倒角可形成以公差為基礎(chǔ)(假設(shè)帶倒角的制件不融化)的真正的機(jī)械接合。 圖10 用超聲焊接形成機(jī)械互鎖的示例 1-帶軟化和變形鉚釘?shù)臒崴苄圆考?-具有倒角的嚙合部件;3-超聲波焊頭 ※影響焊接性能因素 樹脂結(jié)晶和非結(jié)晶狀態(tài) 脫模劑、含水率、潤滑油、顏料、塑化劑、樹脂等級(jí)、填料 ※適用材料 超聲波焊接是一種快速、堅(jiān)固、干凈和可靠的塑料和金屬連接工藝。用于熱塑性膠片和板的鏈接,大多數(shù)金屬都可以進(jìn)行超聲焊接。 適用的塑料 超聲波塑料焊接可用于所有熱塑塑料。在為部分結(jié)晶塑料制成的工件開縫時(shí)必須注意,這種塑料類型所采用的焊接方式與非晶態(tài)塑料的焊接方式大相徑庭。 PS、ABS、Acrylic、ABS、SAN、PMMA、PC-ABS Blends、 Polycarbonate/PC、PC-ABS Blends、PPS、Polysulfone/PSO、PVC、ASA、PPO、PC-PBT Blends、Polyester、Ryton、PET、Polyamide Co-polymer (Nylon 6-3-T)、Valox Polyamide/Nylon 6、Polyamide/Nylon 6/6、PBT、PP、PE、Polyacetal、Ultem(PEI) ※超聲波焊接的一般特征 連接尺寸:受限 最大厚度(mm):聚合物:0.1~3;金屬 :0.01~10 不同材料可以連接 處理溫度范圍(℃)):聚合物 100~250;金屬 300~600 ※超聲波塑料焊接的應(yīng)用舉例 自動(dòng)化、儀表、醫(yī)藥、紡織和玩具業(yè)。 鉚接 在內(nèi)襯、儀表盤、座椅和保險(xiǎn)桿上的點(diǎn)焊、鉚接和壓接。 扭轉(zhuǎn)焊接 此方法是一種類型的高頻摩擦焊接。振動(dòng)被切向施加 紙盒(飲料) 超聲波密封可以有效地滿足所有涂層紙盒材料的需要。 超聲波鑲邊 例如在金屬加工中,塑料制成的模制件也可以鑲邊。 嵌入金屬零件 借助超聲波能夠?qū)⒙菁y嵌件、螺紋栓、金屬線或者其他金屬部件嵌入到熱后可塑性合成材料里。 杯子、碗、盤子和浮泡 包裝開包技術(shù)在客戶的產(chǎn)品驗(yàn)收中越來越重要。 焊接 超聲波線的功能是,講所有能量集中到一起,然后很快將兩個(gè)焊接面熔接在一起。 點(diǎn)焊接 點(diǎn)焊主要使用在,沒有焊接接頭的平模具焊接。 袋子焊接的其它功能 特殊包裝袋的許多可能性:管、閥門、開口和紙盒標(biāo)簽等等 超聲波焊接案例拼圖 ※超聲焊接適用產(chǎn)品 1、電器工程、電子學(xué)、照明工程、通訊業(yè) 焊接:插頭、電線插頭、接觸簧片、插座、電線卷軸、線軸、接觸件、熒光管盒、電動(dòng)熔斷器、繼電開關(guān)、插頭注塑件、印刷電路板、保險(xiǎn)絲盒、擠出線軸上的注塑成型的桿把手、電纜線圈、燈座、照明電池、手電筒殼、限位開關(guān)、信號(hào)燈、發(fā)話器-舌片-分離器-插頭。 鉚焊:分壓器、電線插頭的金屬插件、保險(xiǎn)絲開關(guān)、印刷電路板、插頭。 卷邊焊、填充焊:電線固定夾、接觸盒的金屬插件、照明電池、插座、接觸簧片、帶固定連接的線軸、金屬輪的塑料底盤。 埋植:電路導(dǎo)線、外殼的螺紋嵌件。 2、收音機(jī)、電唱機(jī)、電話機(jī)、立體聲 焊接:錄音機(jī)磁帶、立體聲及磁帶錄音機(jī)部件、揚(yáng)聲器部件、耳機(jī)。 鉚焊:電唱機(jī)探頭。 埋置焊:錄音電話機(jī)底座的螺紋嵌件。 3、攝像機(jī)、照相機(jī)、光學(xué)元件 焊接:幻燈相片框、顯像盒、膠卷滾軸、盒式磁帶、立體閃光燈、照相機(jī)和小型攝影機(jī)外殼、放映機(jī)、雙目看遠(yuǎn)鏡外殼 鉚焊:幻燈機(jī)底座 埋置焊:幻燈機(jī)底座。 4、工程學(xué)、精密工程學(xué)、計(jì)算機(jī)裝置、辦公用品 焊接:檢測玻璃密封件、防潮裝置、水分離器、混合閥控制器、計(jì)算機(jī)裝置把手、鐘罩、墨水瓶、自動(dòng)鉛筆、圓珠筆、鋼筆、打字機(jī)機(jī)殼。 卷邊焊:游戲機(jī)盤、金屬輪塑料盤、滾珠和滾柱軸承分離器。 鉚焊:鉗子、打字機(jī)、高爾夫球。 5、家居用品 焊接:住宅、門把、咖啡壺上的吸管及帶塑料環(huán)的金屬支座、電慰斗、上的把手及水壺、冷氣箱的分隔盤、分離器蓋的過濾器、食品加工機(jī)的功能件、吹風(fēng)機(jī)、吸塵器的噴嘴及附件、打火機(jī)。 卷邊焊:咖啡過濾器(織布或金屬濾網(wǎng))。 埋置焊:吹風(fēng)機(jī)葉輪的軸承刷。 6、交通運(yùn)輸 焊 接:反光鏡、頂燈、尾燈、自行車后反光鏡、三角警告牌、路標(biāo)牌、遮陽板、機(jī)動(dòng)車及助動(dòng)車的內(nèi)外鏡、按鈕及開關(guān)、排氣噴嘴、汽車儀表板、行李箱、鑲板擋板、 轎車及卡車的車標(biāo)、喇叭罩、汽車電器元件、冷卻水系統(tǒng)用閥、保險(xiǎn)杠、安全帶鎖緊裝置、安全帶、收音機(jī)屏、中心鎖緊裝置的附件。 鉚焊:汽車擋泥板、儀表板框、車門鎖緊裝置功能件。 卷邊焊:內(nèi)外鏡、BOWDEN電線端蓋、葉片、透風(fēng)機(jī)的風(fēng)門片的調(diào)節(jié)桿。 埋置焊:汽車儀表板的螺紋襯套和銷釘、方向盤。 7、家具行業(yè) 焊接:桌腿、按鈕、家具把手。 鉚焊:焊接功能件 埋置焊:家具配件的螺紋嵌件及螺絲。 8、體育、休閑、業(yè)余愛好用品、玩具 焊接:滑雪橇、滑雪眼鏡、玩具外殼、玩具部件、玩具火車裝置、玩具汽車等、水箱。 鉚焊:便攜刀把手 9、運(yùn)輸、醫(yī)藥設(shè)備、化裝品 焊接:廣口瓶或其它盛冰激凌的容器等、電動(dòng)牙刷軸、電動(dòng)牙刷容器、管頭及管帽、化裝品包裝容器、蓋子、帶注塑成型噴管的吹塑成型容器、酸奶瓶及蓋子、輸血用針劑、人造腎、生物用過濾器、柔性容器的螺紋口。 卷邊焊;化裝鏡、針劑插頭。 10、其它超聲波焊接機(jī) 縫焊:織布的縫接、拉伸織布的縫接、人造無機(jī)織物棉被的打褶了。 超聲波焊接線設(shè)計(jì) |
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