cosmo stm超声波焊接机原理

发布日期：2022-10-26      浏览次数：337

cosmo stm超声波焊接机原理

利用超声波的塑料焊接技术广泛应用于汽车零部件、家电、通讯设备、办公设备、医疗设备、包装产品和纺织产品等领域。在这里，我们将简单解释一下超声波焊接是一种什么样的技术的原理，希望您对超声波焊接的理解能加深一点，以供日后参考。
超声波焊接一般只对热塑性树脂有效，不能应用于热固性树脂。但是，虽然可以使用超声波连接铝和铜等金属，但原理与这里所说的“焊接"不同，请看他们。


在超声波焊接中，以下三个要素是影响焊接的重要因素。


超声波焊接 = 焊接时间 x 幅度 x 压力


焊接时间是施加超声波振动的时间，振幅是超声波振动的大小，压力是施加在工件上的载荷。这三个元素都是不可少的，它们的组合极大地改变了焊接强度。
有时我会被问到，“超声波焊接可以在没有接触的情况下进行吗？但是，由于超声波焊接总是需要压力，因此只有在将焊头施加到工件上并施加压力时才会产生摩擦热。
另外，也有人认为施加超声波振动的喇叭发热后进行焊接，但喇叭等振动体处于常温状态，焊接只产生摩擦热。


其次，与超声波焊接有关的因素有以下几个。


● 频率
是每秒振动的次数，单位是Hz（赫兹）。在 20 kHz 时，它每秒振动 20,000 次。
较低的频率可以处理较大的零件，但对工件的影响更大。





因超声波频率不同而产生的特性
低的	频率	高的
大的	适用工件尺寸	小的
大的	振荡器和振荡器的最大输出	小的
大的	最大振幅	小的
大的	工作损坏	小的
大的	焊接时的噪音	小的
大的	设备尺寸	小的




● 输出
一般情况下，表示振荡器规格的输出是该振荡器的最大输出，应视为与汽车的最大输出相同。换言之，在使用 2000W 的振荡器进行焊接时，并非总是以 2000W 的输出进行焊接。
焊接所需的输出由工作量、压力、振幅等负载条件决定，振荡器根据负载情况自动改变振荡输出。
当对喇叭的前端施加负载时，喇叭和振动堆栈的声阻抗会增加，从而产生更高的振荡输出。
当这个振荡输出快要超过振荡器的最大输出时，保护电路被激活并发生过载错误。
以超声波焊机振荡器为例，即使最大输出为3000W，实际焊接输出为200W左右，也没有问题。但是，一般来说，振荡器的输出越高，设备的价格就越高。选择振荡器。


● 振荡时间（焊接时间）
这是超声波的振荡时间，通常焊接时间越长，熔化越好，焊接强度越高，越脆，反之，焊接强度下降。
在焊接要求气密性和水密性的工件时，如果出现碳化现象，由于毛细作用，会从该部位发生渗漏。设置最短的时间来获得所需的焊接强度也很好，因为这也会导致毛刺的产生。
尽量保持在 1 秒或更短。


● 冷却时间（保持时间）
即使在超声波的振荡停止后，通过继续对焊接部分加压和冷却，也可以提高焊接强度。
换言之，如果没有提供足够的冷却时间，熔化的树脂会在膨胀的同时重新凝固，在内部产生气泡，无法获得足够的强度。
通常情况下，焊接硬质树脂时较短，焊接柔性树脂时较长。


● 振幅
超声波从喇叭前端传到工件的振幅。
振幅越高，焊接性越好，但如果振幅太大，工件可能会出现划痕和裂纹，损坏物品的可能性很大，所以要小心。
喇叭的材质也有限制，在20kHz时，振幅100μm（PP）用钛喇叭没有问题，但用铁或铝喇叭，内应力超过屈服应力值基材。这增加了发生裂纹（疲劳断裂）的可能性。
在高振幅的情况下，振荡输出相对较高，在低振幅的情况下，焊接时的输出也较低。
幅度也有一个阈值，焊接某种树脂材料需要一个最小幅度。如果您没有给出高于此阈值的幅度，即使您增加时间或压力，您也无法焊接。特别是在焊接结晶性树脂的情况下，需要高振幅来破坏树脂的分子结构。
振幅受喇叭的形状和放大器的放大倍数影响很大，通过振荡器的功率控制功能进行微调。

● 外加压力（负载）
这是从焊头前端传递到工件的机械动力之一，外加压力低则相对输出低，高则输出高。设置压力以匹配要焊接的工件，因为它与幅度相关。
手持式超声波焊接机用手施加负载，但在手工工作的情况下，压力往往不稳定，导致焊接不均匀。
标准超声波焊接机使用气缸作为压力机构。
压力越高，焊接时间越短。但是，如果压力高，能量导向器（ED）只会塌陷，不会全部熔化，导致焊接强度不足和工件变形。你必须这样做在你继续之前的东西。
相反，如果压力过低，则会低于气缸的可用范围，运行可能会变得不稳定。此外，树脂不会发热，不能焊接，除非施加超过一定水平的压力，因此必须在观察焊接状态的同时将压力设置为适当的值。