cosmo stm超聲波焊接機原理

發布日期：2022-10-26      瀏覽次數：1230

cosmo stm超聲波焊接機原理

利用超聲波的塑料焊接技術廣泛應用于汽車零部件、家電、通訊設備、辦公設備、醫療設備、包裝產品和紡織產品等領域。在這里，我們將簡單解釋一下超聲波焊接是一種什么樣的技術的原理，希望您對超聲波焊接的理解能加深一點，以供日后參考。
超聲波焊接一般只對熱塑性樹脂有效，不能應用于熱固性樹脂。但是，雖然可以使用超聲波連接鋁和銅等金屬，但原理與這里所說的“焊接"不同，請看他們。


在超聲波焊接中，以下三個要素是影響焊接的重要因素。


超聲波焊接 = 焊接時間 x 幅度 x 壓力


焊接時間是施加超聲波振動的時間，振幅是超聲波振動的大小，壓力是施加在工件上的載荷。這三個元素都是不可少的，它們的組合極大地改變了焊接強度。
有時我會被問到，“超聲波焊接可以在沒有接觸的情況下進行嗎？但是，由于超聲波焊接總是需要壓力，因此只有在將焊頭施加到工件上并施加壓力時才會產生摩擦熱。
另外，也有人認為施加超聲波振動的喇叭發熱后進行焊接，但喇叭等振動體處于常溫狀態，焊接只產生摩擦熱。


其次，與超聲波焊接有關的因素有以下幾個。


● 頻率
是每秒振動的次數，單位是Hz（赫茲）。在 20 kHz 時，它每秒振動 20,000 次。
較低的頻率可以處理較大的零件，但對工件的影響更大。





因超聲波頻率不同而產生的特性
低的	頻率	高的
大的	適用工件尺寸	小的
大的	振蕩器和振蕩器的最大輸出	小的
大的	最大振幅	小的
大的	工作損壞	小的
大的	焊接時的噪音	小的
大的	設備尺寸	小的




● 輸出
一般情況下，表示振蕩器規格的輸出是該振蕩器的最大輸出，應視為與汽車的最大輸出相同。換言之，在使用 2000W 的振蕩器進行焊接時，并非總是以 2000W 的輸出進行焊接。
焊接所需的輸出由工作量、壓力、振幅等負載條件決定，振蕩器根據負載情況自動改變振蕩輸出。
當對喇叭的前端施加負載時，喇叭和振動堆棧的聲阻抗會增加，從而產生更高的振蕩輸出。
當這個振蕩輸出快要超過振蕩器的最大輸出時，保護電路被激活并發生過載錯誤。
以超聲波焊機振蕩器為例，即使最大輸出為3000W，實際焊接輸出為200W左右，也沒有問題。但是，一般來說，振蕩器的輸出越高，設備的價格就越高。選擇振蕩器。


● 振蕩時間（焊接時間）
這是超聲波的振蕩時間，通常焊接時間越長，熔化越好，焊接強度越高，越脆，反之，焊接強度下降。
在焊接要求氣密性和水密性的工件時，如果出現碳化現象，由于毛細作用，會從該部位發生滲漏。設置最短的時間來獲得所需的焊接強度也很好，因為這也會導致毛刺的產生。
盡量保持在 1 秒或更短。


● 冷卻時間（保持時間）
即使在超聲波的振蕩停止后，通過繼續對焊接部分加壓和冷卻，也可以提高焊接強度。
換言之，如果沒有提供足夠的冷卻時間，熔化的樹脂會在膨脹的同時重新凝固，在內部產生氣泡，無法獲得足夠的強度。
通常情況下，焊接硬質樹脂時較短，焊接柔性樹脂時較長。


● 振幅
超聲波從喇叭前端傳到工件的振幅。
振幅越高，焊接性越好，但如果振幅太大，工件可能會出現劃痕和裂紋，損壞物品的可能性很大，所以要小心。
喇叭的材質也有限制，在20kHz時，振幅100μm（PP）用鈦喇叭沒有問題，但用鐵或鋁喇叭，內應力超過屈服應力值基材。這增加了發生裂紋（疲勞斷裂）的可能性。
在高振幅的情況下，振蕩輸出相對較高，在低振幅的情況下，焊接時的輸出也較低。
幅度也有一個閾值，焊接某種樹脂材料需要一個最小幅度。如果您沒有給出高于此閾值的幅度，即使您增加時間或壓力，您也無法焊接。特別是在焊接結晶性樹脂的情況下，需要高振幅來破壞樹脂的分子結構。
振幅受喇叭的形狀和放大器的放大倍數影響很大，通過振蕩器的功率控制功能進行微調。

● 外加壓力（負載）
這是從焊頭前端傳遞到工件的機械動力之一，外加壓力低則相對輸出低，高則輸出高。設置壓力以匹配要焊接的工件，因為它與幅度相關。
手持式超聲波焊接機用手施加負載，但在手工工作的情況下，壓力往往不穩定，導致焊接不均勻。
標準超聲波焊接機使用氣缸作為壓力機構。
壓力越高，焊接時間越短。但是，如果壓力高，能量導向器（ED）只會塌陷，不會全部熔化，導致焊接強度不足和工件變形。你必須這樣做在你繼續之前的東西。
相反，如果壓力過低，則會低于氣缸的可用范圍，運行可能會變得不穩定。此外，樹脂不會發熱，不能焊接，除非施加超過一定水平的壓力，因此必須在觀察焊接狀態的同時將壓力設置為適當的值。