深圳市龍崗區(qū)恒波超聲波設(shè)備經(jīng)營部
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常見的超聲波焊接方法以及超聲波焊接線設(shè)計(jì)

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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。


超聲波塑料焊接機(jī)

  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


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)


超聲波埋置

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


超聲波鉚接

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。


超聲波點(diǎn)焊

4.超聲波成型


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.

超聲波熔接線

  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.


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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)

超聲波熔接線

(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.

防水型超聲波焊接線


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。

超聲波焊接線

(a)焊接前的部件;
(b)焊接后的部件圖5典型的超聲焊接剪切接頭設(shè)計(jì)和典型的中壁組裝剪切接頭設(shè)計(jì)

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)

超聲波導(dǎo)熔線

(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。

超聲波熔接線

圖7 超聲焊接制件通常需要密封接頭
1-;能量導(dǎo)向器;
2-;彈性密封

*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。

超聲波焊接線


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。

超聲波線

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。
*半球形鉚焊 直徑小于1.6mm的鉚釘建議用在半球形鉚焊上。對耐磨塑料是合適的。
*溢流式鉚焊; 溢流式鉚焊用在要求表面為平的或隆起的及鎖信制件的厚度被允許使用的應(yīng)用中。
*空心鉚焊; 直徑大于4mm的凸臺(tái)或鉚釘去芯后可生盲孔凸臺(tái)。

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。

超聲線

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
的材料因素; 超聲焊接操作適合于多數(shù)熱塑性材料。
1無定形聚合物,特別是室溫下外于玻璃態(tài)的無定形物,通常是焊接工藝的好的候選材料。玻璃態(tài)無定形聚合物具有良好的透射性能,允許用看近場和遠(yuǎn)場焊接技術(shù)成功焊接。當(dāng)材料較軟時(shí),開定形材料的超聲焊接就成問題。如:焊接高沖擊ps將比焊接通用ps一般需要更多能量和附加振幅。
2半結(jié)晶聚合物一般更難用超聲能量焊接.增加由焊接體系發(fā)射的能量值(即增加振幅);縮短焊頭/制件接觸面與接頭接口間的距離;使用近場超聲焊接技術(shù);使用振幅高達(dá)0.05-0.15mm的焊頭.這些高焊接振幅需要使用鈦焊頭.當(dāng)需要高強(qiáng)度、密封組裝時(shí),剪切接頭和斜坡接合對半結(jié)晶聚合物都適用。
3焊接吸濕性聚合物:模塑后馬上焊接制件(在它們?nèi)允歉稍飼r(shí));焊接前干燥制件;焊接前把制件存放在干燥器內(nèi)。


影響超聲波焊接的因素



※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)。


超聲波連續(xù)焊接

鉚接


超聲波鉚接

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)


超聲波焊接方式

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

超聲波埋置螺絲

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

超聲波焊接

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

超聲波焊接

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

超聲波焊接應(yīng)用案例拼圖.png

※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)
“酒香不怕巷子深,只是你沒有找到的人    
專業(yè)解決各種超聲波焊接疑難雜癥,包括:
    產(chǎn)品焊花,內(nèi)部振壞,焊接不牢,漏水漏氣,PP、尼龍等塑料的焊接方法...


文章模塊
2024-09-03
超聲波焊接機(jī)出現(xiàn)頻率失鎖報(bào)警一般是指數(shù)字化超聲波發(fā)生器出現(xiàn)故障報(bào)警,表明超聲波發(fā)生器與超聲波換能器與超聲波焊頭之間存在異常匹配,通常的故障原因有:1、超聲波換能器損壞;2、超聲波模具損壞;3、超聲波模具安裝不當(dāng)4、超聲波頻率連接線開路5、超聲波發(fā)生器內(nèi)部匹配電容損壞處理方法:1、先拆除超聲波焊接頭,再次掃描頻率,確定焊頭是否損壞;如果振幅過大,可以嘗試降低超聲波振幅;我們應(yīng)該判斷這是超聲波發(fā)...
2024-09-03
在日常超聲波焊接的應(yīng)用中,我們經(jīng)常遇到客戶要求的焊接后產(chǎn)品的防水等級(jí)。塑膠電子產(chǎn)品防水等級(jí)主要分為九個(gè)等級(jí),?這一劃分是根據(jù)《?GBT 4208-2017 外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》?上的規(guī)定來確定的。?具體等級(jí)和對應(yīng)的防護(hù)能力如下:??IPX0?:?無防護(hù)。??IPX1?:?防止垂直方向滴水。??IPX2?:?當(dāng)外殼在15°傾斜時(shí),?仍可防止垂直方向滴水。??IPX3?:?防淋水。??IP...
2024-08-15
在工業(yè)生產(chǎn)與自動(dòng)化技術(shù)的廣闊天地里,超聲波技術(shù)以其獨(dú)特的非接觸式、高效能特性,成為了眾多精密加工與清洗領(lǐng)域的首選。近年來,隨著伺服技術(shù)的飛速發(fā)展,伺服超聲波技術(shù)逐漸嶄露頭角,相較于傳統(tǒng)的氣動(dòng)超聲波,其在多個(gè)維度上展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。以下,我們將深入探討伺服超聲波相較于傳統(tǒng)氣動(dòng)超聲波的幾大優(yōu)點(diǎn)。 1. 精準(zhǔn)控制與穩(wěn)定性 伺服超聲波技術(shù)的核心在于其采用了高精度的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),這使得超聲波的...
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