超音波研討易懂版

超音波熔接應(yīng)用研討昆山勁榮精密機(jī)械有限公司公司概況簡介超音波熔接應(yīng)用1.序章

2.超音波原理3.

熔接概述4.

換能器、調(diào)幅器、焊頭5.

超音波接口設(shè)計6.

塑膠材料分析7.

熔接控制方式如有問題請立即發(fā)問昆山勁榮精密機(jī)械有限公司公司簡介:

昆山勁榮精密機(jī)械有限公司是塑膠焊接領(lǐng)域集研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、銷售服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。自成立以來公司貫徹“以人為本”的理念，組織了一支強(qiáng)大的科研開發(fā)隊伍，偕多年來積累的豐富經(jīng)驗，結(jié)合國際先進(jìn)塑料焊接技術(shù)，根據(jù)市場需要不斷開發(fā)具有核心競爭力的新產(chǎn)品，積極引進(jìn)國際先進(jìn)行業(yè)技術(shù)，努力開發(fā)和發(fā)展有自己知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品.

產(chǎn)品介紹:

標(biāo)準(zhǔn)型超聲波焊接機(jī)（20KHz15KHz）精密型超聲波焊接機(jī)（28KHz30KHz35KHz）高頻塑膠熔接機(jī)（高周波焊接機(jī)）脈沖式焊接機(jī)感應(yīng)式焊接機(jī)熱板焊接機(jī)熱熔鉚接機(jī)旋轉(zhuǎn)式摩擦焊接機(jī)（旋熔機(jī)）

昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

創(chuàng)業(yè)成立

1997年

營業(yè)內(nèi)容

超音波熔接與塑膠熔接相關(guān)設(shè)備製造

總公司

臺北縣市彰化路359#23弄09號

分公司江蘇省昆山市張浦鎮(zhèn)欣達(dá)路688#

昆山勁榮精密機(jī)械有限公司電子存儲器類昆山勁榮精密機(jī)械有限公司電子接插件類昆山勁榮精密機(jī)械有限公司醫(yī)療器械類

昆山勁榮精密機(jī)械有限公司包裝類昆山勁榮精密機(jī)械有限公司日用品類昆山勁榮精密機(jī)械有限公司超音波熔接應(yīng)用昆山勁榮精密機(jī)械有限公司1.

序章昆山勁榮精密機(jī)械有限公司熔接機(jī)的功能與技術(shù)塑件製品的設(shè)計與結(jié)構(gòu)塑膠製品射出成形機(jī)器特性,輸出效率,出力,共振,壓著力,焊頭,頻率,振幅,調(diào)校熔接參數(shù),治具(底模)等射出鋼模精密度、成形條件,模具溫度、澆道進(jìn)料點,脫模劑,頂針位置,多穴模,二次料等外觀形狀,最終需求,到接合部的距離,熔著面積,接口設(shè)計,塑膠材質(zhì),熔融溫度,吸水率,彈性率,充填材料等Good影響熔接結(jié)果的三大因素昆山勁榮精密機(jī)械有限公司~~對熔接品質(zhì)有影響的要素~~工件外形鋼模設(shè)計?精度射出成形條件熔接機(jī)性能接口設(shè)計熔接參數(shù)焊頭?治具塑膠材質(zhì)昆山勁榮精密機(jī)械有限公司超音波應(yīng)用範(fàn)例通信的利用(聲波的利用)水中聲納魚群探知器超音波診斷探傷器測厚度計干涉計流速?流量計工業(yè)上利用(振動的利用)洗淨(jìng)乳化／分散金屬熔接塑膠熔接衝孔加工細(xì)胞破壞疲勞試驗集塵昆山勁榮精密機(jī)械有限公司非機(jī)器接合塑膠的方法接著劑有機(jī)溶劑系環(huán)氧系（熱硬化性）水系熱融化系（熱可塑性）卡叩式組立配合鎖螺絲有機(jī)溶劑不環(huán)保且易造成中毒昆山勁榮精密機(jī)械有限公司塑膠熔接方法昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

高生產(chǎn)性（高利用性）低成本（不要螺絲?接著劑）

重覆性佳

高強(qiáng)度

可自動化

可達(dá)完全密封性

消耗電力低

外觀漂亮

操作容易

無臭味（環(huán)保）超音波熔接的優(yōu)點昆山勁榮精密機(jī)械有限公司2.

超音波原理昆山勁榮精密機(jī)械有限公司超音波振動+加壓=發(fā)

熱塑材內(nèi)部塑材表面塑材熔融熔接原理昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

熔接能量振幅

×

加壓力

×發(fā)振時間

焊頭設(shè)計

調(diào)幅器

振幅控制

壓力(氣壓值)

焊頭下降速度

機(jī)械式止動

振動長短的控制

=熔接能量的決定因素昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

熔接原理機(jī)械能量使焊頭伸縮表面摩擦＋內(nèi)部摩擦＝熔融昆山勁榮精密機(jī)械有限公司超音波發(fā)振箱Powersupply振動子

20kHz50/60Hz電

能量35kHz20Khz:20μm(p-p)35KHz:12μm(p-p)機(jī)械

能量能量轉(zhuǎn)換昆山勁榮精密機(jī)械有限公司振幅的増益超音波發(fā)振箱Powersupply振動子調(diào)幅器焊頭20kHz50/60Hz電

能量機(jī)械

能量１／２波長１／２波長１／２波長昆山勁榮精密機(jī)械有限公司振幅Amplitude振動子調(diào)幅器焊頭

工件治具振幅／內(nèi)應(yīng)力

NodeNodeNode昆山勁榮精密機(jī)械有限公司三連組振幅

StackAmplitude20kHz35kHz20μm12μm30μm18μm60μm36μm振動子調(diào)幅器焊頭工件治具×1.5×2.030kHz15μm22.5μm15kHz45μm90μm45μm30μm昆山勁榮精密機(jī)械有限公司調(diào)幅器與焊頭的増益原理A２A２LL節(jié)點Node昆山勁榮精密機(jī)械有限公司4.

換能器、調(diào)幅器、焊頭昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

PZT壓電陶瓷（高變換效率）

共振頻率

15kHz20kHz28kHz30kHz

35kHz換能器

Converter昆山勁榮精密機(jī)械有限公司換能器型式?波長昆山勁榮精密機(jī)械有限公司壓電效果（壓力効果）壓電正効果壓電逆効果++++++++++----------++++++++++----------～頻率効率昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

機(jī)械的振幅増益（倍率選擇）

半波長共振體

鈦合金

鋁合金

根據(jù)必要振幅更換調(diào)幅器

Booster昆山勁榮精密機(jī)械有限公司調(diào)幅器昆山勁榮精密機(jī)械有限公司1:11:1.51:2.51:2調(diào)幅器的形式與比率昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

依應(yīng)用所需而設(shè)計製作

半波長共振體（一般的）、全波長共振體

鋁合金

鈦合金

鋼（熱處理）

其他

表面處理方式

組合式焊頭焊頭Horn昆山勁榮精密機(jī)械有限公司BlockCatenoidalCircularHigh-GainCircularHollowCircularSlottedCircularSolidExponentialRectangularRoundCornersRectangularSlottedRectangularSquareCornersSpool焊頭的種類昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭的運(yùn)動昆山勁榮精密機(jī)械有限公司內(nèi)應(yīng)力與振幅曲線STEPsACATENOIDALsAEXPONENTIALsA昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭振幅形狀振幅Node×2×4×3昆山勁榮精密機(jī)械有限公司根據(jù)材料組成不同鑄造?壓延（成形）?熱處理?去除殘留內(nèi)力<機(jī)械的性質(zhì)

>

拉力強(qiáng)度（kgf/mm2）耐力（kgf/mm2）

拉伸（%） 硬度（HB）

先端拉斷強(qiáng)度（kgf/mm2）

彈性系數(shù)（kgf/mm2）質(zhì)量効果（MassEffect）形狀効果（ShapeEffect）棱角効果（CornerEffect）ABC昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭振幅質(zhì)量的逆比M1V1M2V2節(jié)點Node半波長Gain(倍率)=V1V2M2M1昆山勁榮精密機(jī)械有限公司AD<CATENOIDALHORN的情況

>節(jié)點Node焊頭形狀與増幅率昆山勁榮精密機(jī)械有限公司關(guān)於焊頭壽命S-N曲線圖疲勞限度內(nèi)力限界往返次數(shù)內(nèi)應(yīng)力,S斷裂往返次數(shù),N疲勞限度內(nèi)力限界往返次數(shù)調(diào)幅器使用限度10810101090.5sec×10回／分×480分×20,000Hz×100日=4800000000=4.8×109裂縫×××昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭型式的限度形狀角型?圓型頻率

15kHz/20kHz/30kHz/35kHz所需振幅與均勻152030351.00.50.661.33kHz一邊的長度昆山勁榮精密機(jī)械有限公司焊頭材料的特性材料鋁合金鈦合金鐵其他選定基準(zhǔn)內(nèi)應(yīng)力限度（壽命）必要硬度（耐磨耗性）切削加工性價格（材料費(fèi)與加工費(fèi)）交貨期修改的容易度其他開始動力功率損耗發(fā)熱?放熱附著在塑件表面腐蝕表面處理焊頭振幅與形狀有關(guān)而與材料無關(guān)昆山勁榮精密機(jī)械有限公司治具的材料?種類主要的治具材料鋁鐵不鏽鋼特殊樹脂

（環(huán)氧系?氨甲酸酯系）一體式手動挾具治具的種類氣動挾具昆山勁榮精密機(jī)械有限公司承載治具的使用?構(gòu)造?調(diào)整剛性不能產(chǎn)生共振工件置放放置方向放置的空間（基準(zhǔn)面）熔接部的正下方之要求根據(jù)圖面，調(diào)整平面部的高度按需求分割，且可以調(diào)整在段差或傾斜部也可以調(diào)整不能有空隙汽缸驅(qū)動前後固定側(cè)面固定工件頂出工件預(yù)壓其他感應(yīng)器有無工件上工件的置入位置上下組合匹配各汽缸感應(yīng)器調(diào)整機(jī)能基準(zhǔn)面水平微調(diào)昆山勁榮精密機(jī)械有限公司5.塑膠材料分析昆山勁榮精密機(jī)械有限公司熱可塑性塑膠熱硬化性塑膠非結(jié)晶塑膠半結(jié)晶塑膠聚乙烯聚丙烯聚酰胺樹脂聚縮醛PETPBTPPS鹽化乙烯樹脂聚苯乙烯ＡＢＳ樹脂ＳＡＮ樹脂，ＡＳ樹脂聚碳酸酯丙烯基聚砜改性聚苯醚熱可塑性合成橡膠石炭酸樹脂尿素樹脂三聚氰氨樹脂聚酯環(huán)氧樹脂聚亞胺酯二甲苯樹脂硅膠樹脂塑料昆山勁榮精密機(jī)械有限公司塑料的特性溶融溫度

溫度低剛性

有摩擦係數(shù)

大熱傳導(dǎo)度

小吸水率

吸水率小充填劑

玻璃?滑石粉?炭酸鈣（増量劑）

硅石（粒）?氧化鋁三水和物（抑燃劑）提高剛性（硬度）

-----到

20%水密?氣密的限度

-----35%

（垂直振動熔接）離型劑

塑膠附著離型劑使互熔性下降電鍍及噴漆互熔性下降昆山勁榮精密機(jī)械有限公司123Kcalkg?℃50100150200250300℃Nylon662.75Acetal8.3Polystyrene(非結(jié)晶性樹脂）比熱與溫度昆山勁榮精密機(jī)械有限公司w非晶性樹脂與半結(jié)晶性樹脂的比較ww半結(jié)晶性樹脂非晶性樹脂昆山勁榮精密機(jī)械有限公司℃Tg室溫W

接合面內(nèi)部溫度上升昆山勁榮精密機(jī)械有限公司接合設(shè)計昆山勁榮精密機(jī)械有限公司JoinDesign①到ED為10mm

以下（0.5）1.50.50.050.560°R型肉厚達(dá)

1.5mm程度時昆山勁榮精密機(jī)械有限公司倒角的作用：掩蓋及裝飾（注塑變型）肉厚

1.0mm程度時JoinDesign②0.3（0.03）0.4（0.5）45°~

60°1.0R型很重要昆山勁榮精密機(jī)械有限公司肉厚約

0.8mm以下時JoinDesign③30°～45°0.250.03(0.4)0.50.40.8昆山勁榮精密機(jī)械有限公司肉厚

0.7mm以下時JoinDesign④

防止位置偏移(斷差)0.7＞0.25(0.5)(0.9)防止位置偏移引導(dǎo)孔防止位置偏移引導(dǎo)加厚部(0.7)昆山勁榮精密機(jī)械有限公司45°2.00.8以上<0.050.4WWShareJoin①

昆山勁榮精密機(jī)械有限公司0.8以上2.0<0.050.3ShareJoin②W昆山勁榮精密機(jī)械有限公司0.80.80.40.03ShearJointW昆山勁榮精密機(jī)械有限公司塑件的共振共振的發(fā)生與影響

（振幅分布）昆山勁榮精密機(jī)械有限公司橫向滑動ED的橫向滑動（無定位要求時）昆山勁榮精密機(jī)械有限公司熔接強(qiáng)度提高咬花面加工0.13～0.29 75μm0.30～0.44 115μm0.45以上 150μm提高強(qiáng)度方式ED高度咬花面深度可防止橫向滑動昆山勁榮精密機(jī)械有限公司EnergyDirector通常的ED的高度

為正常的60%（上下都一樣）溶接強(qiáng)度提高十字交叉接口設(shè)計昆山勁榮精密機(jī)械有限公司DeadSpot（死點）直接的原因溫度上升速度差主要因素局部樹脂性質(zhì)熔融速度／速率鋼模接合線填充材／脫模劑吸濕振幅低加壓平衡過低／過高在段差附近塑件本身殘存之應(yīng)力與

共振頻率之影響昆山勁榮精密機(jī)械有限公司熔接強(qiáng)度與熔接條件振幅?加壓力與熔接強(qiáng)度的關(guān)係熔接強(qiáng)度100振幅加壓力黏度下降→液態(tài)化?壓力變形?液態(tài)化／熔著層良好條件範(fàn)圍昆山勁榮精密機(jī)械有限公司振幅與施力剖面施力振幅施力

N振幅 %昆山勁榮精密機(jī)械有限公司加壓力剖面

(PA)無斷面

有斷面昆山勁榮精密機(jī)械有限公司階段性振幅熔接的優(yōu)點分子配列的改善

? (Yes)樹脂的劣化或脆化? (No)殘留內(nèi)力的減低

? (Yes)熔接壓傷痕減少

(Yes)耐藥品性的提高

(Yes)昆山勁榮精密機(jī)械有限公司5.

熔接設(shè)定操作昆山勁榮精密機(jī)械有限公司

熔接能量振幅

×

加壓力

×發(fā)振時間

焊頭設(shè)計

調(diào)幅器

振幅控制

壓力（氣壓值）

下降速度

機(jī)械止動器

發(fā)振的控制

=決定熔接能量的要素昆山勁榮精密機(jī)械有限公司最大出力[%]振幅[