一、超聲波焊接原理
超聲波焊(han)接是利用高(gao)頻振動波傳遞到兩個需焊接(jie)的(de)(de)物(wu)體表面,在加壓(ya)的(de)(de)情(qing)況下,使兩個物(wu)體表面相(xiang)互摩(mo)擦(ca)而形成分(fen)子層之(zhi)間(jian)的(de)(de)熔合。
一套超聲波(bo)焊接(jie)系統(tong)的主要組件包括:
?
超聲波發生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
?
超聲(sheng)波(bo)焊接是通過超聲(sheng)波(bo)發生(sheng)器將50/60Hz電流轉換成15、20、30或40 kHz電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動,隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部,在該區域,振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能,將需要焊接的部件區域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料,還可以加工織物和薄膜等。本篇文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種。
?
? ? ?
01 超聲(sheng)波金屬焊(han)接原理
?
超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻(pin)率(超過(guo)16kHz )的機械振動能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法.金屬在進行超聲波焊接時,既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫熱源,只是在靜壓力之下,將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接.因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接。可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
?? ? ?
02 超聲波塑料焊接(jie)原理(li)
?
超聲(sheng)波作(zuo)用(yong)于熱塑(su)性的(de)(de)(de)(de)塑(su)料接(jie)(jie)(jie)觸面(mian)時,會(hui)產(chan)生每秒(miao)幾萬(wan)次的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)振動,這(zhe)(zhe)種達到(dao)一(yi)定振幅的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)振動,通過上焊(han)件把(ba)超聲(sheng)能量傳送到(dao)焊(han)區(qu),由于焊(han)區(qu)即兩個焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)交界面(mian)處(chu)聲(sheng)阻大,因(yin)此會(hui)產(chan)生局部高(gao)溫。又由于塑(su)料導熱性差,一(yi)時還不能及時散發(fa),聚(ju)集在焊(han)區(qu),致使兩個塑(su)料的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)觸面(mian)迅速(su)熔化,加上一(yi)定壓(ya)力(li)后(hou),使其(qi)融合成一(yi)體(ti)。當超聲(sheng)波停止作(zuo)用(yong)后(hou),讓壓(ya)力(li)持(chi)續(xu)幾秒(miao)鐘(zhong),使其(qi)凝固(gu)(gu)成型,這(zhe)(zhe)樣就形成一(yi)個堅固(gu)(gu)的(de)(de)(de)(de)分子鏈,達到(dao)焊(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de),焊(han)接(jie)(jie)(jie)強(qiang)度(du)能接(jie)(jie)(jie)近于原(yuan)材料強(qiang)度(du)。
?
? ? ? ?
超(chao)聲波塑料焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)好壞取(qu)決于換(huan)能器焊(han)(han)(han)頭(tou)的(de)(de)振幅(fu),所(suo)加壓力(li)及焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)間等三(san)個因素,焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)間和焊(han)(han)(han)頭(tou)壓力(li)是可以調節的(de)(de),振幅(fu)由(you)換(huan)能器和變(bian)幅(fu)桿決定。這三(san)個量相互作用(yong)有個適(shi)宜值,能量超(chao)過適(shi)宜值時(shi),塑料的(de)(de)熔解量就大(da),焊(han)(han)(han)接(jie)物(wu)易變(bian)形;若能量小,則不(bu)易焊(han)(han)(han)牢(lao),所(suo)加的(de)(de)壓力(li)也不(bu)能太(tai)大(da)。這個最佳壓力(li)是焊(han)(han)(han)接(jie)部分的(de)(de)邊長與(yu)邊緣(yuan)每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二(er)、超音波的熔焊應用方法
?
01 熔接法
?
以超(chao)音波超(chao)高頻率振動的焊頭在適度壓力(li)下,使二塊塑膠(jiao)的接(jie)合面產(chan)生摩擦熱而瞬(shun)間(jian)熔(rong)融(rong)接(jie)合,焊接(jie)強度可與(yu)本體媲美,采(cai)(cai)用合適的工件和合理的接(jie)口設(she)計(ji),可達到水密(mi)及氣密(mi),并免除采(cai)(cai)用輔(fu)助品(pin)所帶來的不便,實現高效(xiao)清潔的熔(rong)接(jie)。
?
02 埋植(zhi)
?
借著焊頭之(zhi)(zhi)傳道(dao)及(ji)(ji)適當之(zhi)(zhi)壓力(li),瞬間(jian)將金屬零件(如螺(luo)母、螺(luo)桿等)擠入預留入塑膠孔內,固定(ding)在(zai)一定(ding)深度,完成(cheng)后無論(lun)拉力(li)、扭力(li)均可媲(pi)美(mei)傳統模(mo)具內成(cheng)型之(zhi)(zhi)強度,可免除射出模(mo)受損及(ji)(ji)射出緩(huan)慢之(zhi)(zhi)缺(que)點。
?? ? ? ?
03 鉚焊
?
鉚(liu)焊法指的(de)是振動的(de)焊頭壓制物(wu)品的(de)突起(qi)處使其熱(re)熔為鉚(liu)釘狀(zhuang),從而使兩(liang)物(wu)體(ti)機械鉚(liu)合
?? ? ? ? ?
04 點焊
?
點(dian)焊(han)(han)指的是(shi)對于(yu)焊(han)(han)線(xian)不(bu)易(yi)設計(ji)的物體進行(xing)分點(dian)焊(han)(han)接(jie)(jie),同樣可(ke)達(da)到(dao)熔(rong)接(jie)(jie)效果。
?
05 成型
?
本方法(fa)與鉚焊(han)法(fa)類似,將凹狀的焊(han)頭壓著(zhu)于塑(su)膠品(pin)外(wai)圈,焊(han)頭發出超音波超高頻振動后將塑(su)膠溶融成形(xing)而(er)包覆于金屬物件使其(qi)固(gu)定,且外(wai)觀光(guang)滑美觀、此方法(fa)多使用在(zai)電子(zi)類、喇叭之(zhi)(zhi)固(gu)定成形(xing),及(ji)化妝品(pin)類之(zhi)(zhi)鏡片固(gu)定等。
三、焊接優點
?
01 超聲波(bo)金(jin)屬焊接優(you)點
?
a、焊接材料(liao)不熔融,不脆弱金(jin)屬特性。
?
b、焊接(jie)后導電性好,電阻(zu)系數極(ji)低或近乎零。
?
c、對焊(han)接(jie)金屬表面要求低,氧化或電鍍均可焊(han)接(jie)。
?
d、焊(han)接時間短,不需任何助焊(han)劑、氣(qi)體、焊(han)料。
?
e、焊接無火花,環保(bao)安全。
?
?
02 超聲波塑料(liao)焊接優點(dian)
?
a、焊接(jie)速度(du)(du)快,焊接(jie)強度(du)(du)高、密封(feng)性好;
?
b、取代傳統的焊接/粘接工(gong)藝,成本低廉,清(qing)潔無污染且不(bu)會損傷工(gong)件;
?
c、焊(han)接過程穩定,所有焊(han)接參(can)數均可通過軟件(jian)系統(tong)進行(xing)(xing)跟(gen)蹤監(jian)控,一旦發現故(gu)障很容易進行(xing)(xing)排除和維護。
?
四、適用產(chan)品
?
1)、鎳(nie)(nie)氫(qing)電池(chi)(chi)鎳(nie)(nie)氫(qing)電池(chi)(chi)鎳(nie)(nie)網與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔與(yu)鎳(nie)(nie)片互熔。
?
2)、鋰電(dian)池、聚合物電(dian)池銅箔與鎳(nie)片(pian)互熔,鋁(lv)(lv)箔與鋁(lv)(lv)片(pian)互熔。
?
3)、電線互熔(rong),偏結(jie)成一條與多(duo)條互熔(rong)。
?
4)、電線與各種(zhong)電子元件、接(jie)點、連接(jie)器互(hu)熔。
?
5)、各種家電用品、汽車用品的大型散(san)熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。
?
6)、電磁開(kai)關(guan)、無熔絲開(kai)關(guan)等大電流接點,異種金屬片的互(hu)熔。
?
7)、金屬管的封(feng)尾(wei)、切斷水、氣密。
?
五、應用前景
?
針對所(suo)有的應用市場,超(chao)音波(bo)焊接(jie)其(qi)特(te)有的優點--快捷、高效、清潔和牢固,贏得了各行各業的認可。
?
1)汽車:(交通業)超(chao)音波可(ke)通過計算機(ji)程序(xu)控制來實施對大件和不(bu)規(gui)則工件的(de)焊(han)接(jie)如:保險杠、前后(hou)門、燈具、剎車燈等(deng)。隨著高等(deng)級道(dao)路(lu)的(de)發展,反(fan)光片也(ye)越來越多的(de)采用超(chao)音波焊(han)接(jie)。特別是這兩年(nian)興起的(de)新能源汽車行業也(ye)開(kai)始廣泛應(ying)用,如電池領域(yu)等(deng)。
?
2)家(jia)電:通過(guo)適當的(de)調(diao)整可用于:手提日光燈罩,蒸氣熨門(men)、電(dian)(dian)視機(ji)外殼(ke)、收(shou)錄、音機(ji)透明面板、電(dian)(dian)源整流器(qi)、電(dian)(dian)視機(ji)殼(ke)螺絲固(gu)定座、減蚊燈殼(ke)、洗衣機(ji)脫水槽等需(xu)要(yao)密封(feng)、牢固(gu)和美觀的(de)家電(dian)(dian)產品(pin)。
?
3)包裝(zhuang):軟(ruan)管的(de)封(feng)口,特殊打包(bao)帶的(de)連(lian)接。
?
4)玩具業:由于采用了(le)超音波(bo)技(ji)術使產品(pin)清潔(jie)、高效(xiao)、牢固,免(mian)除使用螺絲、粘(zhan)合劑、膠水(shui)或其他輔助品(pin),降低了(le)生產成本,使企業在(zai)市場的(de)競爭力(li)大大增強(qiang)。
?
5)電子:運用(yong)自動化方案設計使用(yong)戶達到規模化生產,同時確保產品之品質需求(qiu)。
?
6)其他商業用(yong)途:從通訊(xun)器材,電腦行業、打印設備(bei)到音(yin)像(xiang)制品等,均可采(cai)用明和超(chao)音(yin)波設備(bei),他給您帶(dai)來(lai)了簡捷、清潔、高效的(de)生產方(fang)式,為您帶(dai)來(lai)更(geng)多的(de)機會。
?