鋁箔分切機的超聲波焊接機原理使用及常見故障

鋁箔超聲波焊接技術(shù)交流李書山

2017年11月CONTENTS01超聲波焊接的原理與主要組成02超聲波焊接機的應(yīng)用和焊接裝置組成03超聲波焊接裝置的主要調(diào)節(jié)參數(shù)04常見故障的分析及處理2什么是超聲波？超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大于人的聽覺上限而得名?？茖W(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的頻率，它的單位是赫茲(Hz)。我們?nèi)祟惗淠苈牭降穆暡l率為20Hz-20000Hz。因此，我們把頻率高于20000赫茲的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。

我部X臺立式分切機使用的

KLN588

型超聲波焊接機、是德國凱臨恩公司生產(chǎn)的一種多用途焊接機。該焊接機造價高昂，是世界上最先進(jìn)的超聲波焊接機。它在焊接過程中,既無電流在被焊體中流過,也無諸如電焊模式的電弧產(chǎn)生。由于超聲波焊接不存在熱傳導(dǎo)與電阻率等問題,因此,對于不同厚度的有色金屬箔、片、帶材等都能有效地進(jìn)行理想的焊接,尤其是對最難焊接的鋁及其合金材料的焊接質(zhì)量,更能突出其無可比擬的優(yōu)越性能。因而超聲波焊接機在鋁箔分切機焊接中得到廣泛應(yīng)用。超聲波焊接機在我事業(yè)部的應(yīng)用1、分切機的超聲波焊接原理與主要組成

鋁箔超聲波焊接就是先將交流工頻電轉(zhuǎn)變成高頻電能，被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，從而將再高頻振動能量傳遞至焊盤，在焊盤與被焊接的鋁箔間加壓并傳送振動能量，使得兩面鋁箔表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，從而達(dá)到焊接熔合的效果。組成：超聲波焊接機主要由超聲波發(fā)生器、換能器、焊盤及連接專用電纜組成。

①超聲波發(fā)生器的主要作用是將220V,50Hz的交流電源通過電子線路轉(zhuǎn)化成超聲頻率為≥20kHz的電振蕩高頻信號，它主要由電子振蕩器、電壓放大器、功率放大器和輸出變壓器等部分組成，其中電子振蕩器是超聲波發(fā)生器的最重要的部件，可以說是超聲波發(fā)生器的心臟，它具有頻率自動控制(AFC)功能。隨著集成電路、半導(dǎo)體和功率器件的快速發(fā)展，超聲波發(fā)生器也正在向大功率、小體積、模塊化和智能化方向發(fā)展，使得頻率、振幅、功率控制更加穩(wěn)定、可靠。超聲波發(fā)生器組成：超聲波焊接機主要由超聲波發(fā)生器、換能器、焊盤及連接專用電纜組成。

②換能器，一聽名字就知道是能量轉(zhuǎn)換的裝置，它就是將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電能轉(zhuǎn)換成機械振動，并通過增幅軸傳遞至焊盤的能量轉(zhuǎn)換增幅裝置。特別注意的是它不僅能轉(zhuǎn)換能量還能增幅。換能器組成：超聲波焊接機主要由超聲波發(fā)生器、換能器、焊盤及連接專用電纜組成。

③焊盤是由特殊材料制成的形狀如碟盤般，主要是將機械振動能直接傳輸?shù)叫鑹汉虾附愉X箔間的一種聲學(xué)裝置。焊盤2、超聲波焊接機的機架組成將超聲波焊接機應(yīng)用在鋁箔分切機上進(jìn)行鋁箔的焊合，不僅僅只需要超聲波焊接機就可以完成焊接操作，還需配套相應(yīng)的機械傳動、位置檢測、機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和壓力調(diào)節(jié)控制等裝置，如行走機構(gòu)、升降機構(gòu)、壓緊調(diào)節(jié)機構(gòu)。行走、升降機構(gòu)由電機驅(qū)動，壓緊裝置由氣缸控制，并可調(diào)整壓力。發(fā)生器的振幅、行走速度(焊接時間)、焊盤的接觸壓力可根據(jù)鋁箔厚度進(jìn)行調(diào)整。這樣才能在鋁箔分切機上進(jìn)行鋁箔的焊合。3、超聲波焊接裝置的主要調(diào)節(jié)參數(shù)由于鋁箔所具有的獨特金屬性能，對它的焊接性能要求比較高，壓力和振幅等參數(shù)調(diào)整不合適極容易造成鋁箔斷裂或產(chǎn)生孔洞，致使金屬材料抗拉強度不夠。從而在加工的時候發(fā)生斷帶現(xiàn)象，出現(xiàn)更多廢料。因此，在對不同厚度和合金規(guī)格的鋁箔進(jìn)行焊接時，需要對相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。振幅大小01焊接時間02焊接頻率03接觸壓力043、超聲波焊接裝置的主要調(diào)節(jié)參數(shù)振幅大小振幅是鋁箔焊接過程的一個關(guān)鍵參數(shù)，這就相當(dāng)于電鉻鐵的溫度，溫度達(dá)不到就會熔接不上，溫度高就會使原材料氧化或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強度變差。超聲波焊接機在工作時，它的輸出振幅是恒定的，并需根據(jù)不同的焊接材料進(jìn)行精確調(diào)整。振幅通過調(diào)節(jié)旋鈕使振幅在額定振幅的30%一100%范圍之間變化，同時對應(yīng)額定焊接輸出功率在6%-100%范圍的變化。焊接機輸出功率和振幅調(diào)節(jié)范圍的關(guān)系，增大焊接機的振幅，焊接機的輸出功率將相應(yīng)變化，這就為焊接不同材質(zhì)、不同厚度的鋁箔提供了基礎(chǔ)。用于調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射的持續(xù)時間，最大調(diào)節(jié)時間為999ms，一般的要根據(jù)焊接材料及厚度進(jìn)行設(shè)定，但是通常超過1.5S熔接時間均可視為熔接失敗。焊接時間調(diào)節(jié)焊接機的中心頻率，一般出廠時已經(jīng)調(diào)整好，無需調(diào)整。焊接頻率氣動部分主要作用是在焊接過程中完成焊盤加壓、保壓等壓力工作。包括節(jié)流閥、氣壓調(diào)節(jié)旋鈕。節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)氣缸的上、下速度。氣壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)工作氣壓，從而控制焊盤與鋁箔的接觸壓力。接觸壓力常見故障類型(1)超聲波發(fā)生器無輸出;(2)接頭焊接不牢;(3)焊縫焊接不連續(xù)。4、常見故障分析及處理常見故障的分析及處理常見故障的分析及處理常見故障原因

焊接機的機械振幅由超聲波發(fā)生器和焊接機系統(tǒng)產(chǎn)生,并在整個焊接過程中始終保持恒定(設(shè)定的振幅值),要求系統(tǒng)振幅一定要盡可能地與焊接情況匹配。振幅調(diào)整和功率輸出不匹配常見故障的分析及處理常見故障的分析及處理在焊接過程中,超聲波系統(tǒng)可以使焊接機在負(fù)荷和焊接壓力不足時,保持恒定的機械振幅。但由于焊接機振幅和超聲波發(fā)生器的高頻電流成正比,因此焊接機的電壓也隨著負(fù)荷和功率的增加而增大,其值可以從儀表上讀取。

焊接功率與振幅、焊接壓力的選擇常見故障的分析及處理常見故障的分析及處理增加焊接盤觸點壓力和振幅可以提高其輸出功率,從而提高焊接的可靠性。當(dāng)然靠增加振幅而提高輸出功率是有一個界限的,如果超聲波發(fā)生器發(fā)射的功率超過正常值,其動態(tài)過載保護電路將動作,此時儀表指針位于紅色區(qū)域并且LED過載燈亮,這種過載狀態(tài)一定要避免。否則,經(jīng)常過載導(dǎo)致焊接機損壞。常見故障原因焊接機的動態(tài)過載保護電路可以保護超聲波發(fā)生器和焊接機以防過載而受損壞,當(dāng)需要的功率超過正常功率或系統(tǒng)頻率不完全匹配時,過載保護電路斷開,并一次性記錄下來,剩余的能量被送回電網(wǎng),故障消除后,系統(tǒng)將在正常工作條件下繼續(xù)工作。超聲波發(fā)生器內(nèi)裝有一個熱控制器,如果電源溫度超過其安全工作溫度,發(fā)生器內(nèi)的電源開關(guān)斷開,直到電源溫度下降到安全工作溫度,發(fā)生器方能繼續(xù)工作。

動態(tài)過載保護動作常

過熱保護動作常常見故障處理(1)檢查電源溫度是否超過安全工作溫度,過熱或過載保護是否動作,散熱器通風(fēng)是否良好。(2)檢查主電源插座、