超聲波熔接工藝.ppt_第1頁
超聲波熔接工藝.ppt_第2頁
超聲波熔接工藝.ppt_第3頁
超聲波熔接工藝.ppt_第4頁
超聲波熔接工藝.ppt_第5頁
已閱讀5頁,還剩69頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、Design. Build. Ship. Service.,超聲波 熔接工藝,Presented by Simao Yang,超聲波熔接是一種快捷,干凈,有效的裝配工藝,用來裝配處理熱塑性塑料配件,及一些合成構件的方法。目前被運用的塑膠制品與之間的粘結,塑膠制品與金屬配件的粘結及其它非塑膠材料之間的粘結!它取代了溶劑粘膠機械堅固及其它的粘接工藝是一種先進的裝配技術!超聲波熔接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果。,什么是超聲波熔接,超聲波熔接的優(yōu)點,1.節(jié)能環(huán)保 2.無需裝備散煙散熱的通風裝置 3.成本低,效率高 4.容易實現(xiàn)自動化生產 5.焊接強度高,粘接牢固 6.焊點美觀,可實現(xiàn)

2、無縫焊接,防潮防水,氣密性好,超聲波熔接的工作原理,超聲波熔接裝置是通過一個電晶體功能設備將當前50/60Hz的電頻轉變成20KHz或40KHz的電能高頻電能,供應給轉換器。轉換器將電能轉換成用于超聲波的機械振動能,調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波熔接機的焊頭。焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產品的一種聲學裝置! 振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產生熱能使塑膠熔化, 振動會在熔融狀態(tài)物質到達其介面時停止,短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產生個強分子鍵, 整個周期通常是不到一秒種便完成,但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。,超聲波熔接的工作原理,如下圖所示,振動能量從焊頭傳遞

3、到工件,工件之間的摩擦產生的熱量將工件熔接面熔化,從而焊接成一體。,焊頭,工件,熔合,振動能,超聲波熔接的工作原理,超聲波熔接機的工作原理示意圖,超聲波熔接機工作原理圖,電源,換能器,調幅器,焊頭,常用的超聲波熔接機介紹,No.1 美國必能信公司Branson 其它: Herrmann Rinco Sonitek Dukane,常用的超聲波熔接機(3000W以下),常用的超聲波熔接機(3000W以上),常用的超聲波熔接機(多頭),超聲波熔接技術的應用,1.熔接 2.鉚接 3.埋植 4.成型 5.點焊 6.切除 7.其它用途,鉚接,標準鉚接方式,圓蓋鉚接方式,咬花成型鉚接方式,平頭鉚接方式,中空

4、鉚接方式,高壓鉚接方式,埋植,成型,點焊,切除,超聲波熔接適用的材料,哪些材料可以用超聲波來焊接呢? 由超聲波的工作原理我們可以知道,超聲波的實際功率并不大,工作時間短,所以產生的熱量有限,所以一般只適用于一些熔點較低(400 以下)的材料。主要以熱塑性的聚合物即塑料為主。我們主要了解一下各種塑料的熔接特性。一般來說,聚合物的熔點越高,其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的??偟恼f來,愈硬的材料其傳導力愈強。,影響超聲波熔接能量的因素,影響超聲波熔接能量的因素,由前面的公式中我們可以看到影響超聲波熔接的能量的因素有哪些。其具體表現(xiàn)有哪些呢? 1.氣壓 我

5、們可以通過調壓閥來調整,一般來說氣壓越大,能量越大 2.下降速度超聲波熔接機上有相應的旋鈕,一般來說,下降速度越大, 能量越大 3.頻率超聲波熔接機器都有固定的頻率,頻率越大,能量越大 4.振幅振幅的變化因素比較多,就一般來說,振幅的調整可以通過 調幅器和焊頭的設計來達到 5.時間我們可以調整焊接機的焊接時間,時間越長,焊接的能量越大 6.保壓時間保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間,時間越長, 形成的焊點越穩(wěn)定,變形越小,影響超聲波熔接能量的因素,讓我們回顧一下之前的超聲波熔接機的工作原理圖。,超聲波熔接機工作原理圖,電源,換能器,調幅器,焊頭,影響超聲波熔接能量的因素(頻率),換能器

6、作用:將電能轉換成機械能 組成:陶瓷晶片和傳動頭 原理:電流經(jīng)過換能器,令換能器內產生電磁振蕩,再經(jīng)過壓電陶瓷片,令壓電陶瓷片產生振動,振動經(jīng)過金屬頭,傳到調幅器 表面振幅:20KHz = 0.02mm 30KHz = 0.015mm 40KHz = 0.01mm,換能器的工作原理磁伸縮,影響超聲波熔接能量的因素(調幅器),影響超聲波熔接能量的因素(焊頭),影響超聲波熔接能量的因素(焊頭),焊頭通常是一個半波長的共振金屬塊,將振動能量傳遞到工件上 焊頭的材料一般選擇鈦合金,鋁合金以及鋼鐵 焊頭還可以根據(jù)需要進行以下的處理: 高碳鋼嵌入 陽極處理 鍍鉻,雕刻成型焊頭,全波長焊頭,復合式焊頭,加裝

7、壓板的焊頭,真空焊頭,切削焊頭,影響超聲波熔接能量的因素(振幅),超聲波熔接夾具-底模,在焊接時需要對下面的工件進行固定及支撐,這也是非常重要的。固定的夾具稱之為底模。 底模的設計主要要考慮以下幾點: 1.工件吻合這就要求定位準確且牢固,使得工件在焊接的過 程中不會移動 2.工件支撐要求支撐穩(wěn)固,不然振幅會被消弱 3.定位及取放方便縮短工作時間,提高生產率 4.其它特殊要求,底模1,底模2,超聲波熔接機參數(shù)調校,以BRANSON 8800機型例 基本調整程序如下,調幅器選擇 焊頭調諧 焊頭工件底模之間的校準,調整:焊接壓力 焊接時間 保壓時間,調整:行程速度 下降時間 機械式止動器,被焊工件,

8、負載監(jiān)控表,過載,負載 20%至95%,過載時候 壓力較高 減低下降速度 降低動力觸發(fā)值 用較低比例的調幅器 使用功率更大的焊機,焊接不充分 增加焊接時間和壓力 采用更高比例的調幅器,焊接過度 減少焊接時間或降低壓力 采用較低比例的調幅器,工件的檢查或試驗,欠佳,良好,參數(shù)記錄,調幅器的選擇,焊接面積-面積越大,需要振幅越高 工件材料-PP/PE/尼龍等較難焊的晶型樹脂,需要的振幅較高 工件構造-工件有細長的柱子或薄片等容易振裂的,應采用 較弱的振幅,調諧器的選擇,能源供應部份必須調諧得與換能器、調幅器、焊頭的每種組合相配合 正常情況:測試時,負載表的讀數(shù)應少于20% 異常情況:負載大于20%

9、 應檢查:A焊頭是否鎖緊? B連接螺桿是否完好? C連接面是否清潔? D焊頭是否有裂痕(用油涂于表面,測試音波時, 可見到裂痕位置,對位與行程,對位 焊頭、工件與底模之間的對位 工件放于底模,將氣壓放掉,焊頭用力往下拉,對準接觸面 然后將底模在底板上固定好 行程 以方便取放工件為宜 切記不能將焊頭直接接觸底?;虻装宓慕饘俚扔操|材料,很可能會導致?lián)Q能器的破壞。,壓力,1.壓力過低,會延長焊接時間,使工件表面產生疤痕 或質量不佳 2.壓力過高,會使工件破裂,使界面結合欠佳, 甚至過載,而終止超聲,焊接時間與保壓時間,1.過長的焊接時間,會產生飛邊或質量下降,特別是嚴格密封的 場合下,更要注意, 2

10、.過長的焊接時間,會使工件偏離焊接區(qū)、表面熔化或破裂, 特別是有孔部位、模合線上或頭角處。 3.一般0.3S0.5S,在有彈力裝置、材料熔點高或材料有彈 性時,要加大保壓時間。如:PP/PE等。,動力觸發(fā)器,用來控制超聲波發(fā)出的時間 旋鈕刻度為123,刻度越大,壓力越大,范圍67N734N 除非要克服變形或需要壓縮(彈簧、膜片、密封件)的元件, 使用較高的觸發(fā)壓力外,一般都使用較低的觸發(fā)壓力15,一般開始參數(shù),設置時,一般由小到大的原則 每次調整一種參數(shù) 壓力表:20 觸發(fā)壓力:15 焊接時間:0.5S 下降速度:15 保壓時間:1S,超聲波熔接結構設計,超聲波的熔接結構主要有兩種: 1.導熔

11、線 2.剪切 其中導熔線是最常用的一種結構,也是相對比較穩(wěn)定的一種結構,剪切的結構就相對比較難以控制。,超聲波熔接結構設計 導熔線,導熔線是在兩個熔接面之一上形成一條三角形的凸出材料,它的的基本作用是聚集能量,使之可以盡快達到熔解的溫度,從而得到更好的熔接效果。導熔線的基本設計如下圖所示,實際應用時可根據(jù)具體要求改變。,非結晶聚合物,半結晶聚合物,超聲波熔接結構設計 導熔線,導熔線的優(yōu)點主要有: 1.增加熔接強度 2.減少溢膠 3.減少熔接時間 4.需要較小的振幅 導熔線的設計主要有以下幾種:,階梯型導熔線,階梯型導熔線主要用于外觀上需要精確對位以及不溢膠的設計,溝槽型導熔線,溝槽型導熔線主要

12、用于雙邊不溢膠且能提供對位的功能設計,其也具備一定的防水功能。,十字交叉型導熔線,十字交叉型導熔線是一組導熔線相互垂直交叉,能縮短熔接時間,減少熔接功率,增加熔接強度,但是容易產生段差及溢膠,間斷式,連續(xù)式,垂直墻壁型導熔線,垂直墻壁型導熔線可以增加抗撕裂力以及減少溢膠。,間斷型導熔線,間斷型導熔線可以減少溢膠以及焊接能量,但是會降低焊接的強度。,鑿子型導熔線,鑿子型導熔線適用于壁厚較薄的零件,但是會降低焊接的強度。,咬花導熔面,咬花導熔面主要用于增強熔接強度,如下圖所示,防水的導熔線結構,防水的導熔線結構主要用于增加氣密性,如下圖所示,,密封圈,剪切型熔接面,剪切型熔接熔接過程是,首先熔化開

13、始接觸的小面積材料,然后沿著壁面繼續(xù)垂直向下而有控制的導引到工件里頭去。如圖所示,剪切型熔接面,剪切型熔接的優(yōu)點: 1.熔接強度高,氣密性好。 2.適合所有的塑膠材料,特別是具提早固體特性的半結晶性塑膠 剪切型熔接的缺點 1.不適用形狀復雜或者有直角的轉角的結構 2.熔接需要堅固的側邊墻壁支撐,不然會變形。 3.需要較大的振幅及功率,只適用于小一點的工件,剪切型熔接面,剪切型熔接的熔接深度一般為1.25W(壁厚)最小為0.5W 最大為1.75W,干涉量見下表,超聲波熔接設計中應注意的問題,超聲波熔接應避免以下的設計,超聲波熔接設計中應注意的問題,焊頭與工件的接觸面積越大越好,如果小于熔接區(qū)域的面積,會很容易導致表面?zhèn)邸?超聲波熔接設計中應注意的問題,遠場與近場熔接 近場熔接指的是熔接面距離焊頭接觸面的位置在6.356mm以內,大于6.356mm的稱為遠場熔接。一般盡可能避免遠場熔接,近場熔接,遠場熔接,超聲波熔接設計中應注意的問題,薄膜效應 在平的圓型的,壁厚薄的位置容易產生膠件燒穿的現(xiàn)象。解決措施如下: 1.減少熔接時間 2.改變振幅或頻率,并進行振幅剖析 3.增加壁厚 4.工件內部增加支撐肋 5.焊頭上設計節(jié)點活塞,超聲波熔接設計中應注意的問題,其他應考慮的問題: 1.熔接的部位不得有涂裝,電鍍等表面處理。 2.增加導熔槽,避免溢膠。,案例分

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論