超聲波焊接工藝培訓(xùn)課件

超聲波焊接工藝超聲波焊接工藝1

超聲波熔接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來(lái)裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成構(gòu)件的方法。目前被運(yùn)用的塑膠制品與之間的粘結(jié)，塑膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非塑膠材料之間的粘結(jié)！它取代了溶劑粘膠機(jī)械堅(jiān)固及其它的粘接工藝是一種先進(jìn)的裝配技術(shù)！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

超聲波焊接工藝2 超聲波熔接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來(lái)裝配處理超聲波熔接的優(yōu)點(diǎn)1.節(jié)能環(huán)保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(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)5.焊接強(qiáng)度高，粘接牢固6.焊點(diǎn)美觀，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫焊接，防潮防水，氣密性好超聲波焊接工藝3超聲波熔接的優(yōu)點(diǎn)1.節(jié)能環(huán)保超聲波焊接工藝3超聲波熔接的工作原理 超聲波熔接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波熔接機(jī)的焊頭。焊頭是將機(jī)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料。超聲波焊接工藝4超聲波熔接的工作原理 超聲波熔接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備超聲波熔接的工作原理如下圖所示，振動(dòng)能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產(chǎn)生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體。焊頭HORN工件熔合振動(dòng)能超聲波焊接工藝5超聲波熔接的工作原理如下圖所示，振動(dòng)能量從焊頭傳遞到工件，工超聲波熔接的工作原理超聲波焊接工藝6超聲波熔接的工作原理超聲波焊接工藝6超聲波熔接機(jī)的工作原理示意圖超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器調(diào)幅器焊頭超聲波焊接工藝7超聲波熔接機(jī)的工作原理示意圖超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器常用的超聲波熔接機(jī)介紹No.1 美國(guó)必能信公司 Branson其它：HerrmannRincoSonitekDukane超聲波焊接工藝8常用的超聲波熔接機(jī)介紹No.1 美國(guó)必能信公司 Brans常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以下)超聲波焊接工藝9常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以下)超聲波焊接工藝9常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以上)超聲波焊接工藝10常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以上)超聲波焊接工藝10常用的超聲波熔接機(jī)(多頭)超聲波焊接工藝11常用的超聲波熔接機(jī)(多頭)超聲波焊接工藝11超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)用1.熔接 Welding2.鉚接 Staking3.埋植 Insertion4.成型 Swaging/Forming5.點(diǎn)焊 Spotwelding6.切除 Degating7.其它用途 Others超聲波焊接工藝12超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)用1.熔接 Welding超聲波焊接工藝1鉚接-Staking超聲波焊接工藝13鉚接-Staking超聲波焊接工藝13標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-StandardProfileStake超聲波焊接工藝14標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-StandardProfileStake超圓蓋鉚接方式-DomeStake超聲波焊接工藝15圓蓋鉚接方式-DomeStake超聲波焊接工藝15咬花成型鉚接方式-KnurledStake超聲波焊接工藝16咬花成型鉚接方式-KnurledStake超聲波焊接工藝1平頭鉚接方式-FlushStake超聲波焊接工藝17平頭鉚接方式-FlushStake超聲波焊接工藝17中空鉚接方式-HollowStake超聲波焊接工藝18中空鉚接方式-HollowStake超聲波焊接工藝18高壓鉚接方式-HighPressureStake超聲波焊接工藝19高壓鉚接方式-HighPressureStake超聲波焊埋植-Insertion超聲波焊接工藝20埋植-Insertion超聲波焊接工藝20成型-Swaging/Forming超聲波焊接工藝21成型-Swaging/Forming超聲波焊接工藝21點(diǎn)焊-SpotWelding超聲波焊接工藝22點(diǎn)焊-SpotWelding超聲波焊接工藝22切除-Degating超聲波焊接工藝23切除-Degating超聲波焊接工藝23超聲波熔接適用的材料哪些材料可以用超聲波來(lái)焊接呢?由超聲波的工作原理我們可以知道，超聲波的實(shí)際功率并不大，工作時(shí)間短，所以產(chǎn)生的熱量有限，所以一般只適用于一些熔點(diǎn)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(lái)說(shuō)，聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對(duì)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(dǎo)力愈強(qiáng)。

超聲波焊接工藝24超聲波熔接適用的材料哪些材料可以用超聲波來(lái)焊接呢?超聲波焊接影響超聲波熔接能量的因素超聲波焊接工藝25影響超聲波熔接能量的因素超聲波焊接工藝25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 我們可以通過(guò)調(diào)壓閥來(lái)調(diào)整，一般來(lái)說(shuō)氣壓越大，能量越大2.下降速度 超聲波熔接機(jī)上有相應(yīng)的旋鈕，一般來(lái)說(shuō)，下降速度越大， 能量越大3.頻率 超聲波熔接機(jī)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(lái)說(shuō)，振幅的調(diào)整可以通過(guò) 調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到5.時(shí)間 我們可以調(diào)整焊接機(jī)的焊接時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，焊接的能量越大6.保壓時(shí)間 保壓時(shí)間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)， 形成的焊點(diǎn)越穩(wěn)定，變形越小超聲波焊接工藝26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(jī)的工作原理圖。超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器調(diào)幅器焊頭超聲波焊接工藝27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(jī)的工影響超聲波熔接能量的因素(頻率)換能器 Converter作用:將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能組成:陶瓷晶片和傳動(dòng)頭原理:電流經(jīng)過(guò)換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再經(jīng)過(guò)壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)經(jīng)過(guò)金屬頭，傳到調(diào)幅器表面振幅: 20KHz=0.02mm 30KHz=0.015mm 40KHz=0.01mm超聲波焊接工藝28影響超聲波熔接能量的因素(頻率)換能器 Converter超換能器的工作原理—磁伸縮磁伸縮(MagnetostrictivePrinciple)超聲波焊接工藝29換能器的工作原理—磁伸縮磁伸縮(Magnetostrict影響超聲波熔接能量的因素(調(diào)幅器)調(diào)幅器(Booster)超聲波焊接工藝30影響超聲波熔接能量的因素(調(diào)幅器)調(diào)幅器(Booster)超影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭(Horn)超聲波焊接工藝31影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭(Horn)超聲波焊接工影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭通常是一個(gè)半波長(zhǎng)的共振金屬塊，將振動(dòng)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(jìn)行以下的處理： 高碳鋼嵌入 陽(yáng)極處理 鍍鉻超聲波焊接工藝32影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭通常是一個(gè)半波長(zhǎng)的共振金雕刻成型焊頭-ContourMachinedHorn超聲波焊接工藝33雕刻成型焊頭-ContourMachinedHorn超聲全波長(zhǎng)焊頭-FullWaveHorn超聲波焊接工藝34全波長(zhǎng)焊頭-FullWaveHorn超聲波焊接工藝34復(fù)合式焊頭-CompositeHorn超聲波焊接工藝35復(fù)合式焊頭-CompositeHorn超聲波焊接工藝35加裝壓板的焊頭-PlungerOnHorn超聲波焊接工藝36加裝壓板的焊頭-PlungerOnHorn超聲波焊接工藝真空焊頭-VaccumHorn超聲波焊接工藝37真空焊頭-VaccumHorn超聲波焊接工藝37切削焊頭-CuttingHorn超聲波焊接工藝38切削焊頭-CuttingHorn超聲波焊接工藝38影響超聲波熔接能量的因素(振幅)超聲波焊接工藝39影響超聲波熔接能量的因素(振幅)超聲波焊接工藝39超聲波熔接夾具---底模(Fixture)在焊接時(shí)需要對(duì)下面的工件進(jìn)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(shè)計(jì)主要要考慮以下幾點(diǎn)：1.工件吻合 這就要求定位準(zhǔn)確且牢固，使得工件在焊接的過(guò) 程中不會(huì)移動(dòng)2.工件支撐 要求支撐穩(wěn)固，不然振幅會(huì)被消弱3.定位及取放方便 縮短工作時(shí)間，提高生產(chǎn)率4.其它特殊要求超聲波焊接工藝40超聲波熔接夾具---底模(Fixture)在焊接時(shí)需要對(duì)下面底模1超聲波焊接工藝41底模1超聲波焊接工藝41底模2超聲波焊接工藝42底模2超聲波焊接工藝42超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校以BRANSON8800機(jī)型例基本調(diào)整程序如下超聲波焊接工藝43超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校以BRANSON8800機(jī)型例超聲波焊調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧焊頭——工件——底模之間的校準(zhǔn)調(diào)整：焊接壓力 焊接時(shí)間保壓時(shí)間調(diào)整：行程速度下降時(shí)間機(jī)械式止動(dòng)器超聲波焊接工藝44調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧調(diào)整被焊工件負(fù)載監(jiān)控表過(guò)載負(fù)載20%至95%過(guò)載時(shí)候壓力較高減低下降速度降低動(dòng)力觸發(fā)值用較低比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機(jī)焊接不充分增加焊接時(shí)間和壓力采用更高比例的調(diào)幅器焊接過(guò)度減少焊接時(shí)間或降低壓力采用較低比例的調(diào)幅器工件的檢查或試驗(yàn)欠佳良好參數(shù)記錄超聲波焊接工藝45被焊工件負(fù)載監(jiān)控表過(guò)載負(fù)載過(guò)載時(shí)候焊接不充分焊接過(guò)度工件的檢調(diào)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(shù)脂,需要的振幅較高工件構(gòu)造-----工件有細(xì)長(zhǎng)的柱子或薄片等容易振裂的,應(yīng)采用 較弱的振幅超聲波焊接工藝46調(diào)幅器的選擇焊接面積-----面積越大,需要振幅越高超聲波焊調(diào)諧器的選擇能源供應(yīng)部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每種組合相配合正常情況：測(cè)試時(shí)，負(fù)載表的讀數(shù)應(yīng)少于20%異常情況：負(fù)載大于20%應(yīng)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(cè)試音波時(shí)， 可見(jiàn)到裂痕位置超聲波焊接工藝47調(diào)諧器的選擇能源供應(yīng)部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每對(duì)位與行程對(duì)位焊頭、工件與底模之間的對(duì)位工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉，對(duì)準(zhǔn)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|(zhì)材料，很可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的破壞。超聲波焊接工藝48對(duì)位與行程對(duì)位超聲波焊接工藝48壓力1.壓力過(guò)低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件表面產(chǎn)生疤痕或質(zhì)量不佳2.壓力過(guò)高,會(huì)使工件破裂,使界面結(jié)合欠佳,甚至過(guò)載,而終止超聲超聲波焊接工藝49壓力1.壓力過(guò)低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件表面產(chǎn)生疤痕超聲波焊焊接時(shí)間與保壓時(shí)間1.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,特別是嚴(yán)格密封的場(chǎng)合下,更要注意,2.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)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0.3S~0.5S,在有彈力裝置、材料熔點(diǎn)高或材料有彈性時(shí),要加大保壓時(shí)間。如：PP/PE等。超聲波焊接工藝50焊接時(shí)間與保壓時(shí)間1.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,動(dòng)力觸發(fā)器用來(lái)控制超聲波發(fā)出的時(shí)間旋鈕刻度為1~23,刻度越大,壓力越大,范圍67N~734N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1~5超聲波焊接工藝51動(dòng)力觸發(fā)器用來(lái)控制超聲波發(fā)出的時(shí)間超聲波焊接工藝51一般開(kāi)始參數(shù)設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則每次調(diào)整一種參數(shù) 壓力表:20觸發(fā)壓力:1~5焊接時(shí)間:0.5S下降速度:1~5保壓時(shí)間:1S超聲波焊接工藝52一般開(kāi)始參數(shù)設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則超聲波焊接工藝52超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超聲波的熔接結(jié)構(gòu)主要有兩種：1.導(dǎo)熔線 EnergyDirector2.剪切 Shear其中導(dǎo)熔線是最常用的一種結(jié)構(gòu)，也是相對(duì)比較穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)，剪切的結(jié)構(gòu)就相對(duì)比較難以控制。超聲波焊接工藝53超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超聲波的熔接結(jié)構(gòu)主要有兩種：超聲波焊接工藝超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——

導(dǎo)熔線 導(dǎo)熔線是在兩個(gè)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(dá)到熔解的溫度，從而得到更好的熔接效果。導(dǎo)熔線的基本設(shè)計(jì)如下圖所示，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體要求改變。非結(jié)晶聚合物半結(jié)晶聚合物超聲波焊接工藝54超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——導(dǎo)熔線 導(dǎo)熔線是在兩個(gè)熔接面之一上形超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——

導(dǎo)熔線導(dǎo)熔線的優(yōu)點(diǎn)主要有：

1.增加熔接強(qiáng)度

2.減少溢膠

3.減少熔接時(shí)間

4.需要較小的振幅導(dǎo)熔線的設(shè)計(jì)主要有以下幾種：超聲波焊接工藝55超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——導(dǎo)熔線導(dǎo)熔線的優(yōu)點(diǎn)主要有：超聲波焊接階梯型導(dǎo)熔線-StepJoint階梯型導(dǎo)熔線主要用于外觀上需要精確對(duì)位以及不溢膠的設(shè)計(jì)超聲波焊接工藝56階梯型導(dǎo)熔線-StepJoint階梯型導(dǎo)熔線主要用于外觀上溝槽型導(dǎo)熔線-Tongue&Groove溝槽型導(dǎo)熔線主要用于雙邊不溢膠且能提供對(duì)位的功能設(shè)計(jì)，其也具備一定的防水功能。超聲波焊接工藝57溝槽型導(dǎo)熔線-Tongue&Groove溝槽型導(dǎo)熔線主十字交叉型導(dǎo)熔線-Criss-Cross十字交叉型導(dǎo)熔線是一組導(dǎo)熔線相互垂直交叉，能縮短熔接時(shí)間，減少熔接功率，增加熔接強(qiáng)度，但是容易產(chǎn)生段差及溢膠間斷式連續(xù)式超聲波焊接工藝58十字交叉型導(dǎo)熔線-Criss-Cross十字交叉型導(dǎo)熔線是一垂直墻壁型導(dǎo)熔線垂直墻壁型導(dǎo)熔線可以增加抗撕裂力以及減少溢膠。超聲波焊接工藝59垂直墻壁型導(dǎo)熔線垂直墻壁型導(dǎo)熔線可以增加抗撕裂力以及減少溢膠超聲波焊接工藝培訓(xùn)課件60鑿子型導(dǎo)熔線-KnifeEdgeWithTextureSurface鑿子型導(dǎo)熔線適用于壁厚較薄的零件，但是會(huì)降低焊接的強(qiáng)度。超聲波焊接工藝61鑿子型導(dǎo)熔線-KnifeEdgeWithTexture咬花導(dǎo)熔面咬花導(dǎo)熔面主要用于增強(qiáng)熔接強(qiáng)度，如下圖所示超聲波焊接工藝62咬花導(dǎo)熔面咬花導(dǎo)熔面主要用于增強(qiáng)熔接強(qiáng)度，如下圖所示超聲波焊防水的導(dǎo)熔線結(jié)構(gòu)防水的導(dǎo)熔線結(jié)構(gòu)主要用于增加氣密性，如下圖所示，密封圈超聲波焊接工藝63防水的導(dǎo)熔線結(jié)構(gòu)防水的導(dǎo)熔線結(jié)構(gòu)主要用于增加氣密性，如下圖所剪切型熔接面剪切型熔接熔接過(guò)程是，首先熔化開(kāi)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(dǎo)引到工件里頭去。如圖所示超聲波焊接工藝64剪切型熔接面剪切型熔接熔接過(guò)程是，首先熔化開(kāi)始接觸的小面積材剪切型熔接面剪切型熔接的優(yōu)點(diǎn)：1.熔接強(qiáng)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(jié)晶性塑膠剪切型熔接的缺點(diǎn)1.不適用形狀復(fù)雜或者有直角的轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)2.熔接需要堅(jiān)固的側(cè)邊墻壁支撐，不然會(huì)變形。3.需要較大的振幅及功率，只適用于小一點(diǎn)的工件超聲波焊接工藝65剪切型熔接面剪切型熔接的優(yōu)點(diǎn)：超聲波焊接工藝65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(jiàn)下表超聲波焊接工藝66剪切型熔接面剪切型熔接的熔接深度一般為1.25W(壁厚)最小超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題超聲波熔接應(yīng)避免以下的設(shè)計(jì)超聲波焊接工藝67超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題超聲波熔接應(yīng)避免以下的設(shè)計(jì)超聲波超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)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(huì)很容易導(dǎo)致表面?zhèn)?。超聲波焊接工?8超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題焊頭與工件的接觸面積越大越好，如超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題遠(yuǎn)場(chǎng)與近場(chǎng)熔接近場(chǎng)熔接指的是熔接面距離焊頭接觸面的位置在6.356mm以內(nèi)，大于6.356mm的稱為遠(yuǎn)場(chǎng)熔接。一般盡可能避免遠(yuǎn)場(chǎng)熔接近場(chǎng)熔接遠(yuǎn)場(chǎng)熔接超聲波焊接工藝69超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題遠(yuǎn)場(chǎng)與近場(chǎng)熔接近場(chǎng)熔接遠(yuǎn)場(chǎng)熔接超超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題薄膜效應(yīng)在平的圓型的，壁厚薄的位置容易產(chǎn)生膠件燒穿的現(xiàn)象。解決措施如下：1.減少熔接時(shí)間2.改變振幅或頻率，并進(jìn)行振幅剖析3.增加壁厚4.工件內(nèi)部增加支撐肋5.焊頭上設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)活塞超聲波焊接工藝70超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題薄膜效應(yīng)超聲波焊接工藝70超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題其他應(yīng)考慮的問(wèn)題：1.熔接的部位不得有涂裝，電鍍等表面處理。2.增加導(dǎo)熔槽，避免溢膠。超聲波焊接工藝71超聲波熔接設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題其他應(yīng)考慮的問(wèn)題：超聲波焊接工藝案例分析前蓋PC+玻纖焊頭鏡片PMMA超聲波焊接工藝72案例分析前蓋焊頭鏡片超聲波焊接工藝72超聲波熔接的局限性與危害超聲波雖然有這么多優(yōu)點(diǎn)，也有它的一些局限性和危害：1.對(duì)于工件的材料有限制。2.功率不大，限制了熔接的面積。3.目前超音波熔接對(duì)超音機(jī)的調(diào)機(jī)技術(shù)，以及超音波操作者的細(xì)心程度都有很大的依賴性。4.超聲波熔接是破壞性的焊接，不可以重工5.超聲波對(duì)于人的聽(tīng)力有傷害，應(yīng)準(zhǔn)備好勞保用品。超聲波焊接工藝73超聲波熔接的局限性與危害超聲波雖然有這么多優(yōu)點(diǎn)，也有它的一些ThankYou!超聲波焊接工藝74ThankYou!超聲波焊接工藝74超聲波焊接工藝超聲波焊接工藝75

超聲波熔接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來(lái)裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成構(gòu)件的方法。目前被運(yùn)用的塑膠制品與之間的粘結(jié)，塑膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非塑膠材料之間的粘結(jié)！它取代了溶劑粘膠機(jī)械堅(jiān)固及其它的粘接工藝是一種先進(jìn)的裝配技術(shù)！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

超聲波焊接工藝76 超聲波熔接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來(lái)裝配處理超聲波熔接的優(yōu)點(diǎn)1.節(jié)能環(huán)保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(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)5.焊接強(qiáng)度高，粘接牢固6.焊點(diǎn)美觀，可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫焊接，防潮防水，氣密性好超聲波焊接工藝77超聲波熔接的優(yōu)點(diǎn)1.節(jié)能環(huán)保超聲波焊接工藝3超聲波熔接的工作原理 超聲波熔接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波熔接機(jī)的焊頭。焊頭是將機(jī)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料。超聲波焊接工藝78超聲波熔接的工作原理 超聲波熔接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備超聲波熔接的工作原理如下圖所示，振動(dòng)能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產(chǎn)生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體。焊頭HORN工件熔合振動(dòng)能超聲波焊接工藝79超聲波熔接的工作原理如下圖所示，振動(dòng)能量從焊頭傳遞到工件，工超聲波熔接的工作原理超聲波焊接工藝80超聲波熔接的工作原理超聲波焊接工藝6超聲波熔接機(jī)的工作原理示意圖超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器調(diào)幅器焊頭超聲波焊接工藝81超聲波熔接機(jī)的工作原理示意圖超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器常用的超聲波熔接機(jī)介紹No.1 美國(guó)必能信公司 Branson其它：HerrmannRincoSonitekDukane超聲波焊接工藝82常用的超聲波熔接機(jī)介紹No.1 美國(guó)必能信公司 Brans常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以下)超聲波焊接工藝83常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以下)超聲波焊接工藝9常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以上)超聲波焊接工藝84常用的超聲波熔接機(jī)(3000W以上)超聲波焊接工藝10常用的超聲波熔接機(jī)(多頭)超聲波焊接工藝85常用的超聲波熔接機(jī)(多頭)超聲波焊接工藝11超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)用1.熔接 Welding2.鉚接 Staking3.埋植 Insertion4.成型 Swaging/Forming5.點(diǎn)焊 Spotwelding6.切除 Degating7.其它用途 Others超聲波焊接工藝86超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)用1.熔接 Welding超聲波焊接工藝1鉚接-Staking超聲波焊接工藝87鉚接-Staking超聲波焊接工藝13標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-StandardProfileStake超聲波焊接工藝88標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-StandardProfileStake超圓蓋鉚接方式-DomeStake超聲波焊接工藝89圓蓋鉚接方式-DomeStake超聲波焊接工藝15咬花成型鉚接方式-KnurledStake超聲波焊接工藝90咬花成型鉚接方式-KnurledStake超聲波焊接工藝1平頭鉚接方式-FlushStake超聲波焊接工藝91平頭鉚接方式-FlushStake超聲波焊接工藝17中空鉚接方式-HollowStake超聲波焊接工藝92中空鉚接方式-HollowStake超聲波焊接工藝18高壓鉚接方式-HighPressureStake超聲波焊接工藝93高壓鉚接方式-HighPressureStake超聲波焊埋植-Insertion超聲波焊接工藝94埋植-Insertion超聲波焊接工藝20成型-Swaging/Forming超聲波焊接工藝95成型-Swaging/Forming超聲波焊接工藝21點(diǎn)焊-SpotWelding超聲波焊接工藝96點(diǎn)焊-SpotWelding超聲波焊接工藝22切除-Degating超聲波焊接工藝97切除-Degating超聲波焊接工藝23超聲波熔接適用的材料哪些材料可以用超聲波來(lái)焊接呢?由超聲波的工作原理我們可以知道，超聲波的實(shí)際功率并不大，工作時(shí)間短，所以產(chǎn)生的熱量有限，所以一般只適用于一些熔點(diǎn)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(lái)說(shuō)，聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對(duì)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(dǎo)力愈強(qiáng)。

超聲波焊接工藝98超聲波熔接適用的材料哪些材料可以用超聲波來(lái)焊接呢?超聲波焊接影響超聲波熔接能量的因素超聲波焊接工藝99影響超聲波熔接能量的因素超聲波焊接工藝25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 我們可以通過(guò)調(diào)壓閥來(lái)調(diào)整，一般來(lái)說(shuō)氣壓越大，能量越大2.下降速度 超聲波熔接機(jī)上有相應(yīng)的旋鈕，一般來(lái)說(shuō)，下降速度越大， 能量越大3.頻率 超聲波熔接機(jī)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(lái)說(shuō)，振幅的調(diào)整可以通過(guò) 調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計(jì)來(lái)達(dá)到5.時(shí)間 我們可以調(diào)整焊接機(jī)的焊接時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，焊接的能量越大6.保壓時(shí)間 保壓時(shí)間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)， 形成的焊點(diǎn)越穩(wěn)定，變形越小超聲波焊接工藝100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(jī)的工作原理圖。超聲波熔接機(jī)工作原理圖電源換能器調(diào)幅器焊頭超聲波焊接工藝101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(jī)的工影響超聲波熔接能量的因素(頻率)換能器 Converter作用:將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能組成:陶瓷晶片和傳動(dòng)頭原理:電流經(jīng)過(guò)換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再經(jīng)過(guò)壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)經(jīng)過(guò)金屬頭，傳到調(diào)幅器表面振幅: 20KHz=0.02mm 30KHz=0.015mm 40KHz=0.01mm超聲波焊接工藝102影響超聲波熔接能量的因素(頻率)換能器 Converter超換能器的工作原理—磁伸縮磁伸縮(MagnetostrictivePrinciple)超聲波焊接工藝103換能器的工作原理—磁伸縮磁伸縮(Magnetostrict影響超聲波熔接能量的因素(調(diào)幅器)調(diào)幅器(Booster)超聲波焊接工藝104影響超聲波熔接能量的因素(調(diào)幅器)調(diào)幅器(Booster)超影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭(Horn)超聲波焊接工藝105影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭(Horn)超聲波焊接工影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭通常是一個(gè)半波長(zhǎng)的共振金屬塊，將振動(dòng)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(jìn)行以下的處理： 高碳鋼嵌入 陽(yáng)極處理 鍍鉻超聲波焊接工藝106影響超聲波熔接能量的因素(焊頭)焊頭通常是一個(gè)半波長(zhǎng)的共振金雕刻成型焊頭-ContourMachinedHorn超聲波焊接工藝107雕刻成型焊頭-ContourMachinedHorn超聲全波長(zhǎng)焊頭-FullWaveHorn超聲波焊接工藝108全波長(zhǎng)焊頭-FullWaveHorn超聲波焊接工藝34復(fù)合式焊頭-CompositeHorn超聲波焊接工藝109復(fù)合式焊頭-CompositeHorn超聲波焊接工藝35加裝壓板的焊頭-PlungerOnHorn超聲波焊接工藝110加裝壓板的焊頭-PlungerOnHorn超聲波焊接工藝真空焊頭-VaccumHorn超聲波焊接工藝111真空焊頭-VaccumHorn超聲波焊接工藝37切削焊頭-CuttingHorn超聲波焊接工藝112切削焊頭-CuttingHorn超聲波焊接工藝38影響超聲波熔接能量的因素(振幅)超聲波焊接工藝113影響超聲波熔接能量的因素(振幅)超聲波焊接工藝39超聲波熔接夾具---底模(Fixture)在焊接時(shí)需要對(duì)下面的工件進(jìn)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(shè)計(jì)主要要考慮以下幾點(diǎn)：1.工件吻合 這就要求定位準(zhǔn)確且牢固，使得工件在焊接的過(guò) 程中不會(huì)移動(dòng)2.工件支撐 要求支撐穩(wěn)固，不然振幅會(huì)被消弱3.定位及取放方便 縮短工作時(shí)間，提高生產(chǎn)率4.其它特殊要求超聲波焊接工藝114超聲波熔接夾具---底模(Fixture)在焊接時(shí)需要對(duì)下面底模1超聲波焊接工藝115底模1超聲波焊接工藝41底模2超聲波焊接工藝116底模2超聲波焊接工藝42超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校以BRANSON8800機(jī)型例基本調(diào)整程序如下超聲波焊接工藝117超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校以BRANSON8800機(jī)型例超聲波焊調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧焊頭——工件——底模之間的校準(zhǔn)調(diào)整：焊接壓力 焊接時(shí)間保壓時(shí)間調(diào)整：行程速度下降時(shí)間機(jī)械式止動(dòng)器超聲波焊接工藝118調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧調(diào)整被焊工件負(fù)載監(jiān)控表過(guò)載負(fù)載20%至95%過(guò)載時(shí)候壓力較高減低下降速度降低動(dòng)力觸發(fā)值用較低比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機(jī)焊接不充分增加焊接時(shí)間和壓力采用更高比例的調(diào)幅器焊接過(guò)度減少焊接時(shí)間或降低壓力采用較低比例的調(diào)幅器工件的檢查或試驗(yàn)欠佳良好參數(shù)記錄超聲波焊接工藝119被焊工件負(fù)載監(jiān)控表過(guò)載負(fù)載過(guò)載時(shí)候焊接不充分焊接過(guò)度工件的檢調(diào)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(shù)脂,需要的振幅較高工件構(gòu)造-----工件有細(xì)長(zhǎng)的柱子或薄片等容易振裂的,應(yīng)采用 較弱的振幅超聲波焊接工藝120調(diào)幅器的選擇焊接面積-----面積越大,需要振幅越高超聲波焊調(diào)諧器的選擇能源供應(yīng)部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每種組合相配合正常情況：測(cè)試時(shí)，負(fù)載表的讀數(shù)應(yīng)少于20%異常情況：負(fù)載大于20%應(yīng)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(cè)試音波時(shí)， 可見(jiàn)到裂痕位置超聲波焊接工藝121調(diào)諧器的選擇能源供應(yīng)部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每對(duì)位與行程對(duì)位焊頭、工件與底模之間的對(duì)位工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉，對(duì)準(zhǔn)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|(zhì)材料，很可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的破壞。超聲波焊接工藝122對(duì)位與行程對(duì)位超聲波焊接工藝48壓力1.壓力過(guò)低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件表面產(chǎn)生疤痕或質(zhì)量不佳2.壓力過(guò)高,會(huì)使工件破裂,使界面結(jié)合欠佳,甚至過(guò)載,而終止超聲超聲波焊接工藝123壓力1.壓力過(guò)低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件表面產(chǎn)生疤痕超聲波焊焊接時(shí)間與保壓時(shí)間1.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,特別是嚴(yán)格密封的場(chǎng)合下,更要注意,2.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)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0.3S~0.5S,在有彈力裝置、材料熔點(diǎn)高或材料有彈性時(shí),要加大保壓時(shí)間。如：PP/PE等。超聲波焊接工藝124焊接時(shí)間與保壓時(shí)間1.過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,動(dòng)力觸發(fā)器用來(lái)控制超聲波發(fā)出的時(shí)間旋鈕刻度為1~23,刻度越大,壓力越大,范圍67N~734N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1~5超聲波焊接工藝125動(dòng)力觸發(fā)器用來(lái)控制超聲波發(fā)出的時(shí)間超聲波焊接工藝51一般開(kāi)始參數(shù)設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則每次調(diào)整一種參數(shù) 壓力表:20觸發(fā)壓力:1~5焊接時(shí)間:0.5S下降速度:1~5保壓時(shí)間:1S超聲波焊接工藝126一般開(kāi)始參數(shù)設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則超聲波焊接工藝52超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超聲波的熔接結(jié)構(gòu)主要有兩種：1.導(dǎo)熔線 EnergyDirector2.剪切 Shear其中導(dǎo)熔線是最常用的一種結(jié)構(gòu)，也是相對(duì)比較穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)，剪切的結(jié)構(gòu)就相對(duì)比較難以控制。超聲波焊接工藝127超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超聲波的熔接結(jié)構(gòu)主要有兩種：超聲波焊接工藝超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——

導(dǎo)熔線 導(dǎo)熔線是在兩個(gè)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(dá)到熔解的溫度，從而得到更好的熔接效果。導(dǎo)熔線的基本設(shè)計(jì)如下圖所示，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體要求改變。非結(jié)晶聚合物半結(jié)晶聚合物超聲波焊接工藝128超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——導(dǎo)熔線 導(dǎo)熔線是在兩個(gè)熔接面之一上形超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——

導(dǎo)熔線導(dǎo)熔線的優(yōu)點(diǎn)主要有：

1.增加熔接強(qiáng)度

2.減少溢膠

3.減少熔接時(shí)間

4.需要較小的振幅導(dǎo)熔線的設(shè)計(jì)主要有以下幾種：超聲波焊接工藝129超聲波熔接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——導(dǎo)熔線導(dǎo)熔線的優(yōu)點(diǎn)主要有：超聲波焊接階梯型導(dǎo)熔線-StepJoint階梯型導(dǎo)熔線主要用于外觀上需要精確對(duì)位以及不溢膠的設(shè)計(jì)超聲波焊接工藝130階梯型導(dǎo)熔線-StepJoint階梯型導(dǎo)熔線主要用于外觀上溝槽型導(dǎo)熔線-Tongue&Groove溝槽型導(dǎo)熔線主要用于雙邊不溢膠且能提供對(duì)位的功能設(shè)計(jì)，其也具備一定的防水功能。超聲波焊接工藝131溝槽型導(dǎo)熔線-Tongue&Groove溝槽型導(dǎo)熔線主十字交叉型導(dǎo)熔線-Criss-Cross十字交叉型導(dǎo)熔線是一組導(dǎo)熔線相互垂直交叉，能縮短熔接時(shí)間，減少熔接功率，增加熔接強(qiáng)度，但是容易產(chǎn)生段差及溢膠間斷式連續(xù)式超聲波焊接工藝132十字交叉型導(dǎo)熔線-Criss-Cross十字交叉型導(dǎo)熔線是一垂直墻壁型