超音波應(yīng)用原理

1、.超聲波的應(yīng)用原理是，利用超聲波振動(dòng)頻率，用接觸摩擦產(chǎn)生熱能使塑料熔融結(jié)合，現(xiàn)在一般的有每秒2萬次(20khz )和每秒1.5萬次(15khz )兩種，還有幾種特殊的振動(dòng)頻率，限于紙面根據(jù)其方式，可以分為直接和傳導(dǎo)兩種熔敷法。 直接熔敷：即使線和膠帶等材質(zhì)重疊(例如鉚接、埋設(shè)等)，固定在塑料熔敷機(jī)上的夾具，在其能量轉(zhuǎn)換器(horn )上也會(huì)產(chǎn)生直接聲波振動(dòng)性能進(jìn)行熔敷。 傳導(dǎo)熔敷：即熔敷時(shí)，從超聲波振動(dòng)，隔一段距離，藪的聲波振動(dòng)就會(huì)傳導(dǎo)熔敷(例如，塑料外殼熔敷等)。 可以熔敷除.特征、a .特氟隆以外的熱塑性塑料。 b .焊接時(shí)間極短，通常在0.05秒1秒的范圍內(nèi)。 c .可以通過水、油等介質(zhì)

2、熔敷在接合面上。 d .焊接效果達(dá)到實(shí)用水平。 e .可以直接傳導(dǎo)熔敷。 f .融合能量因塑料材質(zhì)而異，超聲波振動(dòng)的材質(zhì)并非全部，只選擇適合發(fā)生的振動(dòng)面發(fā)熱，因此產(chǎn)品表面沒有損傷是傳導(dǎo)融合的特色。 用硬塑料材質(zhì)熔敷的話，熔敷效果會(huì)更好。 g .超聲波熔敷不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)藥品那樣的毒性，是具有安全性的熔敷加工。應(yīng)用、超聲波的應(yīng)用范圍非常廣泛，一般我們都知道在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用，但在工業(yè)領(lǐng)域，大家發(fā)現(xiàn)對自己的產(chǎn)品，或者超聲波也在自己所屬產(chǎn)品的應(yīng)用范圍內(nèi)，超聲波也能提高你的效率和質(zhì)量，這也是我們共同的愿望其應(yīng)用范圍是：1.焊接。 2 .埋入。 3 .成型。 4 .鉚接。 5 .點(diǎn)焊。 6 .振動(dòng)落下(切除)。

3、7 .熱熔。 除第7項(xiàng)熱熔是超聲波熔粘變化外，其馀都是超聲波的主要功能。架設(shè)模具，放松1機(jī)臺(tái)升降手柄，上升到某種程度(因模具而異)。 2擰松微動(dòng)升降調(diào)整螺釘，使其最低。 3關(guān)于手動(dòng)位置進(jìn)行選擇。 4用雙手按下下降開關(guān)(此時(shí)，內(nèi)部熔敷位置線對應(yīng)于紅外線下)。 安裝5HORN后再擰緊(注意horn的螺釘是否擰緊，注意平衡螺釘是否擰緊)約1000KG-CM的力擰緊。 6 .放置下模。 7擰松4個(gè)平衡螺釘，調(diào)整HORN方向。 8 .轉(zhuǎn)動(dòng)下降手柄接觸熔敷品后，繼續(xù)下降，將面板上的熔敷線向二線重疊下降。 如果沒有焊接線，最好再下降2MM。 9固定4個(gè)調(diào)節(jié)螺釘，降低方向盤。 10按上升開關(guān)，再下降12次，在

4、確認(rèn)模具架設(shè)正確后，固定下模。 11固定下模后，按下上升開關(guān)，離開上下模。 12此時(shí)檢波要看檢波電流是否正常(1.5A )，變得正常后，把開關(guān)放在自衛(wèi)位置。超聲波焊接強(qiáng)度差，問題1 :超聲波型夾具設(shè)置不正確，力不均勻。 解析：一般來說，考慮到超聲波作業(yè)，雖然認(rèn)為只要產(chǎn)品和模具的表面正確接觸就能得到熔敷效果，但實(shí)際上是表面的看法。 既然超聲波是摩擦振動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生聲波傳播的現(xiàn)象。 我們只要觀察硬件(模具夾具)的穩(wěn)定度，如果忽略綜合型的超聲波作業(yè)方式，就會(huì)產(chǎn)生舍去零頭或誤審的結(jié)果，因此在這里必須強(qiáng)調(diào)超聲波焊接的作業(yè)方式是傳導(dǎo)聲波，將振動(dòng)摩擦變?yōu)闊崮苓M(jìn)行焊接。 此時(shí)超聲波鑄模夾具的穩(wěn)定度、產(chǎn)品截面的高

5、低、壁厚、濃淡、材質(zhì)的組織，必須承受100%相同的壓力。 另一方面，上模(Horn )輸出的能量在所有方面都有誤差值，并不是完全相同的能量。 總體上，產(chǎn)品熔接線的熔接程度必定會(huì)產(chǎn)生差異。 因此，必須修正的是超聲波焊機(jī)本身的水平螺釘，或者貼薄膠帶或鋁箔。問題2 :超聲波焊接條件不合適。 解析：超聲波作業(yè)的條件是機(jī)臺(tái)的輸出(級數(shù))、壓力(動(dòng)態(tài)壓力和靜態(tài)壓力)、熔敷時(shí)間、硬化時(shí)間、延遲時(shí)間等各種因素的設(shè)定。以超聲波熔接線為例進(jìn)行說明。 我們實(shí)施超聲波焊接時(shí)，如果壓力過大，氣缸的下降緩沖快，容易按壓超聲波焊接線，看起來產(chǎn)品很密合，但是焊接線被壓迫而下沉，失去焊接效果，形成塑料面和面的強(qiáng)制焊接，不是三角

6、形點(diǎn)的感應(yīng)焊接.問題3 :塑料制品的材質(zhì)配合不合適，解析：不同的塑料材質(zhì)熔點(diǎn)不同。 例如，ABS塑料材質(zhì)的熔點(diǎn)約為115； 耐隆約175； 電腦的溫度在145以上PE約為85。 以ABS和PE兩種材質(zhì)為例，熔點(diǎn)的差異太大，超聲波焊接變得困難。 雖然ABS和PC兩種材質(zhì)也有差異，但還不到前項(xiàng)的差異，還可以熔敷，但是超聲波功率相同，能量擴(kuò)大相同的情況下，不同的塑料材質(zhì)并不比相同材質(zhì)的熔敷效果好。問題4 :超聲波機(jī)的輸出不足，解析：客戶在購買超聲波焊接機(jī)時(shí)，很難預(yù)測將來產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)格，大型產(chǎn)品的物件有時(shí)會(huì)超過超聲波焊接。 此時(shí)，必須以不增加成本的預(yù)算，用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。 用這樣的小型飛機(jī)制作大東

7、西時(shí)，通常采用幾次熔敷、增加超聲波輸出(增加分段)、增加熔敷時(shí)間和壓力的方式。 但是，這也產(chǎn)生了質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，電壓和氣壓直接影響超聲波輸出的穩(wěn)定性。 也就是說，上班、上班高峰期、用超聲波工作的產(chǎn)品的質(zhì)量，和大家完成工作后的質(zhì)量是不同的。 但是，大家工作結(jié)束后使用超聲波，不是工作效率。 因此，該情況下的對策是調(diào)整輸出級數(shù)，要求在氣壓源采用獨(dú)立方式的0.02m/m以下的產(chǎn)品上在超聲波機(jī)臺(tái)上安裝穩(wěn)定設(shè)備，使輸出增加，但一般情況下，超聲波作業(yè)時(shí)的輸出最好能在24級之間掌握。 如果一定要56段作業(yè)，生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間要盡量縮短，避免零件和振子的消耗。 增加能量放大器(Horn上型)的擴(kuò)大，但擴(kuò)大程度超過4

8、:1時(shí)，對Horn自身、聲波、電流有很大的影響。傷(斷裂、震裂、燒傷)、解析：由于機(jī)臺(tái)功率和HORN (上模)的輸出能量不足，能量轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)，需要長時(shí)間的熔敷來積蓄熱量，以彌補(bǔ)輸出功率的不足。 這種方式不是瞬間到達(dá)的振動(dòng)熱能，而是需要在熔敷時(shí)間積蓄熱能，使塑料制品的熔點(diǎn)達(dá)到熔敷效果，因此熔敷時(shí)間停留在產(chǎn)品表面，其累積的溫度和壓力會(huì)引起產(chǎn)品的燒傷、震斷、裂紋。 在這種情況下，必須考慮輸出功率(級數(shù))、熔敷時(shí)間、動(dòng)態(tài)壓力等.對策：1.降低壓力.2.減少熔敷時(shí)間.3.減少延遲時(shí)間(提前發(fā)出振動(dòng)) . 減少上模的放大率.7.容易振動(dòng)的產(chǎn)品、夾具應(yīng)該制作緩沖件.例如柔性樹脂和包復(fù)軟木栓等.如何穩(wěn)定電力

9、輸出？ 這決定于(壹)機(jī)臺(tái)輸出、(弐) HORN擴(kuò)大比、(參照)氣壓源、(勝)電壓源等4個(gè)項(xiàng)目。 (一)機(jī)臺(tái)輸出功率HORN擴(kuò)大比率=實(shí)際可使用的功率。 由此可知，在以一定的產(chǎn)品實(shí)施超聲波焊接的情況下，從計(jì)劃和設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)來看，機(jī)臺(tái)的輸出越強(qiáng)，HORN的放大比設(shè)計(jì)的小，相反機(jī)臺(tái)輸出越小，HORN設(shè)計(jì)的放大比也越大。例如，在2200W超聲波焊接機(jī)中，在更換為HORN的放大比為2.5倍的3200W超聲波焊接機(jī)的情況下，HORN的放大率可以為1.5倍。 但是，并不是強(qiáng)調(diào)超聲波焊機(jī)輸出功率大，而是在對塑料制品實(shí)施超聲波焊接時(shí)，給予最佳的環(huán)境作業(yè)。 其間需要考慮成本預(yù)算、產(chǎn)品功能需要、熔敷標(biāo)準(zhǔn)等來規(guī)劃完整

10、的作業(yè)設(shè)備和超聲波使用技術(shù)。 在了解了影響上述各種超聲波焊接質(zhì)量的重要原因后，工程師設(shè)計(jì)，首先，熟悉和評價(jià)1 .產(chǎn)品質(zhì)量要求功能、標(biāo)準(zhǔn)。 2 .現(xiàn)有的超聲波裝置。 3 .決定產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形態(tài)、技術(shù)，如超聲波熔接線、產(chǎn)品定位、材質(zhì)。 由于可用設(shè)備資源已經(jīng)固定，必須在產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)上與現(xiàn)有的可用設(shè)備合作。 (參照)判斷人為因素(1 2項(xiàng))沒有問題時(shí)，品質(zhì)不穩(wěn)定的事實(shí)是空氣電壓和電壓的影響。 我們在應(yīng)對多年來質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在工作時(shí)間內(nèi)無法達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在大家工作結(jié)束后，電壓、氣壓大部分同時(shí)使用時(shí)，出乎意料地達(dá)到了質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)。 因此，很多人和很多單元使用共同的氣壓和電壓源的情況下，由于空

11、氣壓縮機(jī)，通常設(shè)定為在空氣儲(chǔ)藏筒中的氣壓在2 4kg以下的情況下自動(dòng)注入空氣進(jìn)行填充，這是形成誤差的原因。 另一方面，氣壓源通過管路到達(dá)熔接機(jī)時(shí)，由于熔接速度快，第一次超聲波熔接的氣壓和第二次或第三次殘留在管路上的氣壓也會(huì)形成誤差，形成周期性或非周期性的質(zhì)量交易。 另外，因?yàn)殡妷阂灿袛?shù)百萬人同時(shí)使用電力公司的輸出，所以此時(shí)產(chǎn)生的電壓降也不是我們能控制的。 這種電壓和電壓的變量確實(shí)帶來能量輸出的變化，影響精密品質(zhì)的重要因素，當(dāng)然必須列舉在診斷項(xiàng)目中。對策：需求高的品質(zhì)，如產(chǎn)品需求在0.02m/m以下，或者熔接線的熔接情況需要90%以上，設(shè)計(jì)工程師必須按其計(jì)劃順序，1 .熟悉超聲波熔接設(shè)備。 2

12、.決定產(chǎn)品的功能。 3 .熟悉超聲波和塑料的熔敷對應(yīng)關(guān)系。 4 .盡可能增加穩(wěn)定設(shè)備。超聲波焊接要領(lǐng)經(jīng)驗(yàn)分析*我們進(jìn)行超聲波焊接作業(yè)時(shí)，在該產(chǎn)品要求的程度上最容易發(fā)生的狀況如下：1.強(qiáng)度沒有達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn).2.產(chǎn)品表面產(chǎn)生傷痕和裂紋.3.產(chǎn)品扭曲變形和白色狀(空白) 產(chǎn)生.4.產(chǎn)品內(nèi)部零件被破壞.5.產(chǎn)品上產(chǎn)生了毛刺和毛刺.6.產(chǎn)品焊接后的尺寸沒有控制在公差內(nèi).1 .強(qiáng)度沒有達(dá)到需求標(biāo)準(zhǔn). 當(dāng)然，要理解超聲波焊接作業(yè)的強(qiáng)度還沒有達(dá)到一體成形的強(qiáng)度。 雖然只能說接近于一體成形的強(qiáng)度，但熔敷強(qiáng)度的要求標(biāo)準(zhǔn)必須依賴于多種配合。 這些配方是什么？ 塑料材質(zhì)： ABS和ABS熔敷的結(jié)果一定比ABS和PC熔

13、敷的強(qiáng)度強(qiáng)。 因?yàn)閮煞N材質(zhì)的熔點(diǎn)都不一樣，所以熔敷的強(qiáng)度也不一樣。 我們正在討論ABS和PC兩種材質(zhì)是否相互熔敷，我們的答案絕對可以熔敷，但熔敷后的強(qiáng)度是我們所要求的嗎？ 那不一定是那樣！ 另一方面，如果ABS和耐隆、PP、PE融合在一起會(huì)怎么樣呢？超聲波HORN瞬間發(fā)出150度的熱的話，雖然ABS的材質(zhì)溶解，但是耐隆、PVC、PP、PE只是軟化。 我們繼續(xù)加熱到270度以上，此時(shí)，雖然耐隆、PVC、PP、PE已經(jīng)達(dá)到超聲波熔復(fù)溫度，但ABS材質(zhì)已經(jīng)被分析為其他的分子結(jié)構(gòu)。 根據(jù)以上討論，a .相同熔點(diǎn)的塑料材料的熔敷強(qiáng)度越強(qiáng)，可以總結(jié)出三個(gè)結(jié)論。 b .塑料材質(zhì)的熔點(diǎn)差越大，熔敷強(qiáng)度越小。

14、c .塑料材質(zhì)的密度越高(硬質(zhì))，密度越低(韌性高)，焊接強(qiáng)度越高。.2 .產(chǎn)品表面出現(xiàn)傷痕和裂紋：在超聲波焊接作業(yè)中，產(chǎn)品表面出現(xiàn)傷痕，結(jié)合部位出現(xiàn)裂紋是很常見的。 在超聲波操作中，1 .高熱能可能直接接觸塑料制品的表面。 2 .振動(dòng)傳導(dǎo)：超聲波給塑料制品打氣時(shí)，制品表面容易發(fā)生燒傷，而1m/m以內(nèi)壁厚薄的塑料柱和孔容易破裂是超聲波作業(yè)的前提現(xiàn)象。 另一方面，由于超聲波輸出能量的不足(內(nèi)線臺(tái)和HORN上型)，振動(dòng)摩擦能量變換為熱能時(shí)，為了蓄積熱能來補(bǔ)償輸出電力的不足，需要長時(shí)間的熔敷。 這種熔敷方式不是瞬間到達(dá)的振動(dòng)摩擦熱能，而是在熔敷時(shí)間積蓄熱能，塑料制品的熔點(diǎn)達(dá)到熔敷效果時(shí)，熱能過度滯留

15、在產(chǎn)品的表面，蓄積的溫度和壓力會(huì)引起產(chǎn)品的燒傷、振動(dòng)、破裂。 在這種情況下，必須考慮輸出(區(qū)段數(shù))、焊接時(shí)間、動(dòng)態(tài)壓力等配合因素，克服這種作業(yè)的欠缺。3 .產(chǎn)品產(chǎn)生扭曲變形。 發(fā)生這種變形的原因有： a .要與本體融合的東西和蓋在角度和圓弧上不一致。 b .產(chǎn)品壁厚薄(2m/m以內(nèi))，長度在60m/m以上。 c .產(chǎn)品在注塑成型壓力等條件下變形扭曲。 4 .產(chǎn)品內(nèi)部零件破壞：超聲波焊接后產(chǎn)生產(chǎn)品破壞的原因如下： a .超聲波焊接機(jī)的輸出功率過強(qiáng)。 b .超聲波能量放大器的能量輸出太強(qiáng)。 c .底型夾具受力漂浮在空中，被超聲波的傳導(dǎo)振動(dòng)破壞。 d .塑料制品高度高，底部直角細(xì)，沒有設(shè)置吸收能量的r角。 e .不正當(dāng)?shù)某暡庸l件。 f .塑料制品的柱子或脆弱部分放在塑料成型模的分型線上。 產(chǎn)品發(fā)生毛刺和毛刺：超聲波焊接后產(chǎn)品發(fā)生毛刺和毛刺的原因如下： a .超聲波功率太強(qiáng)。 b .超聲波焊接時(shí)間過長。 c .空氣壓力(動(dòng)態(tài)