超聲波焊接,超聲波焊接原理
首先,我給大家介紹一下什么是超聲波焊.超聲波焊是一種快捷,干凈,有效的裝配工藝,用來(lái)裝配處理熱塑性朔料配件,及一些合成構件的方法。
制品與之間的粘結,朔膠制品與金屬配件的粘結及其它非朔膠材料之間的粘結!
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(jìn)的裝配技術(shù)! 超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果
一、超聲波的優(yōu)點(diǎn):
1,節能
2,無(wú)需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置
3,成本低,效率高
4,容易實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)!
是目前工廠(chǎng)常用的超聲波焊接機
二、超聲波焊接機的工作原理!
超聲波焊接裝置是通過(guò)一個(gè)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(dòng)能,調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。
焊頭是將機械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置??!
振動(dòng)通過(guò)焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化, 振動(dòng)會(huì )在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達其介面時(shí)停止,短暫保持壓力
可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強分子鍵, 整個(gè)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(zhù)的材料!!
三、超聲波焊接的應用領(lǐng)域
目前被運用的朔膠制品與之間的粘結,朔膠制品與金屬配件的粘結及其它非朔膠材料之間的粘結!
四、超聲波焊接的工藝
焊接:
指的是廣義的將兩個(gè)熱塑性塑料產(chǎn)品熔接的過(guò)程。當超音停止振動(dòng)時(shí),
固體材料熔化,完成焊接。其接合點(diǎn)強度接近一整塊的連生材料,
只要產(chǎn)品的接合面設計得匹配,
完全密封是絕對沒(méi)有什么問(wèn)題的,
碟合:
熔化機械鎖形成一個(gè)材質(zhì)不同的塑料螺栓的過(guò)程。
嵌入:
將一個(gè)金屬元件嵌入塑料產(chǎn)品的預留孔內。
具有強度高,成型周期短安裝快速的優(yōu)點(diǎn)??!
類(lèi)似于模具設計中的嵌件!
彎曲/生成
音波將配件的一部分熔化再組成一個(gè)塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優(yōu)勢在于處理的快速,較小的內壓,
良好的外觀(guān)及對材料本性的克服。
點(diǎn)悍
點(diǎn)焊是對沒(méi)有預留也或能源控制的兩個(gè)熱塑塑料組件的局部焊接。點(diǎn)焊也能產(chǎn)生一個(gè)強有力的粘合構造,尤其適合一些大型配
件、有突起的塑料片或澆注的熱塑塑料以及那些結構復雜、難以進(jìn)入接合面的產(chǎn)品。
剪切
切和封口一些有序與無(wú)序的熱塑材料的超音波工藝。用這種方法密封的邊緣不開(kāi)裂,且沒(méi)有毛邊、卷邊現象。
紡織品/膠片的密封紡織品品及一些膠片的密封也可用到超音波。它可對膠片實(shí)行緊壓合,還可對紡織品進(jìn)行整潔的局部剪切
與密封??p合的同時(shí)也起到了裝飾的作用。
聚合物:熱塑性與熱固性
將單體結合在一起的過(guò)程稱(chēng)為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類(lèi):熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟
化和成型,基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波壓合的適應性。熱固性材料是通過(guò)不可逆反的
化學(xué)反應生成的,再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化,所以傳統上一直認為熱固性材料是不適合使用超音波的。
影響超音波焊接的因素
說(shuō)起熱塑塑料的可焊接力,不能不說(shuō)到超音波壓合對各種樹(shù)脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結構,熔化溫度、柔韌性(硬
度)、化學(xué)結構。
聚合物結構
非結晶聚合物分子排列無(wú)序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動(dòng)的溫度(Tg 玻璃化溫度)。這類(lèi)樹(shù)脂通常能有效傳輸超
音速振動(dòng)并在相當廣泛的壓力/振幅范圍內實(shí)現良好的焊接。
半結晶型聚合物分子排列有序,有明顯的熔點(diǎn)(Tm 熔化溫度)和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結晶型聚合物是富有彈性的,能吸收部
分高頻機械振動(dòng)。所以此類(lèi)聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓合面,幫要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化熱度)
才能把半結晶型的結構打斷從而使材料從結晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài),這也決定了這類(lèi)材料熔點(diǎn)的明顯性,熔化的材料一旦離開(kāi)熱
源,溫度有所降低便會(huì )導致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類(lèi)材料的特殊性(例如:高振幅、接合點(diǎn)的良好設計、與超音夾
具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設備)才能取得超聲波焊接的成功。
熔化溫度
聚合物的熔點(diǎn)越高,其焊接所需的超音波能量越多.
硬度(彈力系數)
材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的??偟恼f(shuō)來(lái),愈硬的材料其傳導力愈強。