超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組成以及各部分功能

l.1超聲波焊接原理

　　聲波是聲音的傳播形式,是一種物質(zhì)波,它需要介質(zhì)向四面八方傳播,在彈性介質(zhì)中傳播著的壓力振動(dòng)。聲波在固體中傳播時(shí),同時(shí)有縱波和橫波兩種形式。聲波每秒振動(dòng)的次數(shù)是聲音的頻率,單位赫茲(Hz),把頻率高于20000Hz的聲波稱為超聲波,而頻率低于20Hz稱為次聲波回。超音波在媒質(zhì)中遵通波的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律,但是9的l頻率高,波長較短,不易衍射,能量集中,在均勻介質(zhì)中可以定向直線傳播,傳播過程中來減較小,反射能力強(qiáng)。

　　超聲波焊接?原理是屬于熱焊接,在一定壓力下,將高頻機(jī)械波傳遞到被焊件的連接界面處,一方面超聲波致使焊件內(nèi)部分子振動(dòng)產(chǎn)熱,另一方面焊件接觸面相互摩擦產(chǎn)生熱量,溫度升高引起焊件加熱熔化,冷卻凝固后實(shí)現(xiàn)材料的焊接。

超聲波焊接機(jī)原理具有很多優(yōu)點(diǎn):

   1)焊接速度快、強(qiáng)度高:

   2)不會(huì)造成焊接變形,不影響產(chǎn)品外觀:

   3)工作場所l·凈,無污染,利于環(huán)保;

   4)操作簡單,易控制,可以進(jìn)行自動(dòng)化操作;

   5)焊件表面無需額外處理,對(duì)材科的介電性無要求,異類的塑料也可進(jìn)行焊接。

超音波焊接具有諸多優(yōu)點(diǎn),在汽車、電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組成及其功能

l.2.3   氣動(dòng)加壓系統(tǒng)

　　向焊件施加靜壓力,主要有液壓、氣壓、電磁加壓等。大功率焊機(jī)多為液壓,無沖擊力。小功率多使用氣壓。加壓系統(tǒng)還包括算央的央持機(jī)構(gòu),用來固定焊件的位置。

1.4.4   程序控制器

　　用來控制焊接機(jī)的工作過程,控制預(yù)壓時(shí)問,焊接時(shí)間,焊接位移等參數(shù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,為滿足聲學(xué)反検及自動(dòng)控制的需要,計(jì)算機(jī)控制也已較為普通。

　                             長榮超聲波焊接機(jī)電箱結(jié)構(gòu)示意圖

　                         智能數(shù)字超聲波發(fā)生器線路板

　　超聲波焊接原理在超聲波焊接過程中,由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生15-40kHz·的高頻電流,然后由磁致式或壓電超聲波換能器把輸出的高頻電流轉(zhuǎn)變成高頻的機(jī)械振動(dòng)。再由傳送器將振動(dòng)能量增強(qiáng)并傳遞至焊頭,在靜壓力的作用下將彈性振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)楹讣g的摩擦功,變形能及內(nèi)部分子振動(dòng)能。當(dāng)焊接件界面處的溫度達(dá)到了熔點(diǎn)(半結(jié)品性塑料)或者玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(非結(jié)品性塑料)時(shí),焊件焊點(diǎn)位置的材料會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)流動(dòng)。隨著振動(dòng)繼續(xù),熔化的材料會(huì)相互混合,在焊接處相互浸透,最后在壓力作用下冷卻后形成焊接接頭。

下圖所示超聲波焊接機(jī)原理示意圖。

　　　超聲波焊接過程中焊件可以分為四個(gè)狀態(tài):PI一固態(tài)摩擦生熱,Pn一不穩(wěn)定摩擦熔化,Pm一穩(wěn)定摩擦熔化,P「V一固化['2]。

焊接過程焊件的狀態(tài)圖1.3所示超聲波焊接機(jī)原理。

PI一固態(tài)摩擦產(chǎn)熱:在焊件界面部位的初始加熱。焊接過程剛開始,焊件的分子內(nèi)振動(dòng)產(chǎn)生的熱量加上界面上相互摩擦產(chǎn)生熱量,焊接部件在界面處開始軟化但未熔化,焊接件問沒有產(chǎn)生相互滲透。

Pn1一不穩(wěn)定摩擦熔化:此時(shí),界面處材料開始熔化,并開始沿側(cè)面方向向外流動(dòng)。但因?yàn)槿刍A段剛開始,熔化層厚度很薄,向外流動(dòng)的材料很少。

Pm一穩(wěn)定摩擦熔化:在該階段,隨著焊接過程的繼續(xù)進(jìn)行,固體的熔化速率與熔融材科的外流速率相同。此時(shí),焊接件相互港透的深度隨時(shí)間線性增加,最后到達(dá)定值。

　　焊接質(zhì)量除與材料本身物理特性有關(guān)外,還與焊接的工藝有密切的關(guān)系,如焊接功率、超聲頻率、超聲波振幅、焊接壓力,焊接時(shí)間等更多超聲波焊接機(jī)原理，請(qǐng)致電。

                                                                                              超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)功能示意圖

超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組成：由超聲波發(fā)生器、超聲換能系統(tǒng)、程序控制及氣動(dòng)機(jī)架系統(tǒng)幾部分組成

A：超聲波塑膠焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組件名稱

（1）升降速度               （2）焊接時(shí)間               （3）保壓時(shí)間       

（4）氣壓表                 （5）調(diào)壓器                 （6）超聲測試開關(guān)

（7）焊頭升降開關(guān)           （8）延遲時(shí)間               （9）分水器

（10）機(jī)體固定把手         （11）升降手輪              （12）換能器固定座

（13）換能器固定螺絲       （14）變幅桿                （15）焊頭

（16）觸發(fā)開關(guān)             （17）急停開關(guān)              （18）限位螺栓

（20）電源開關(guān)             （21）過載指示燈            （22）超聲測試開關(guān)

（23）負(fù)載電流表           （24）調(diào)頻電感              （25）散熱風(fēng)口

（26）控制插座             （27）超聲輸出插座          （28）保險(xiǎn)絲座

（29）電源線入口           （30）功率調(diào)節(jié)開關(guān)

B：超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)部件名稱及功能

（1） 下降速度：調(diào)節(jié)此旋鈕可調(diào)節(jié)焊頭下的速度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)減速、反之加速。

（2）   焊接時(shí)間：此鈕為一波段開關(guān)，實(shí)為一可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)超聲波焊接的時(shí)間。

（3）   保壓時(shí)間：此旋鈕同焊接時(shí)間旋鈕相同，用于調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射完后，塑料件固化的時(shí)間。

（4）   氣壓表：指示工作氣壓。

（5）   調(diào)壓器：用于調(diào)節(jié)工作氣壓，將旋鈕拔出即可調(diào)節(jié)，調(diào)好后再壓入即可。

（6）   超聲測試開關(guān)：輕觸開關(guān)，即可發(fā)送超聲波，一般用于檢測超聲波是否正常。

（7）   焊頭升降開關(guān)：主要用于校對(duì)模具，該開關(guān)為自鎖開關(guān)，按下后需重按復(fù)原。

（8）   延遲時(shí)間：表示從觸發(fā)開始到超聲波發(fā)出之間的延時(shí)時(shí)間；

（9）   分水器：用于分離壓縮空氣中的水分，請(qǐng)?jiān)诜e水半滿時(shí)將杯底針向上壓，以排出積水。

（10）   機(jī)體固定把手：用于固定上部機(jī)架。

（11）   升降手輪：將（10）松開后即可調(diào)整機(jī)架高低。

（12）   換能器固定座：用于固定換能器系統(tǒng)。

（13）   換能器固定螺絲：

（14）   變幅桿：又叫增幅器，用于放大換能器輸出振幅。

（15）   焊頭：又叫焊模，將超聲波能量傳至工件。通常為諧振頻的半波長，材料多為鈦合金或鋁合金，鋁合金焊頭易在工作物上留下氧化物，可以電鍍或使用防熱塑料膜來防止。

*注意*焊頭不可以任意修改，否則會(huì)改變其諧振頻率及機(jī)械強(qiáng)度，容易導(dǎo)致?lián)Q能器或電器零件損壞。

                                大功率超聲波焊接機(jī)功能結(jié)構(gòu)示意圖

（16）   觸發(fā)開關(guān)：兩邊開關(guān)同時(shí)觸發(fā)，可實(shí)現(xiàn)正常程序。

（17）   急停開關(guān)：該開關(guān)為自鎖開關(guān)，一經(jīng)觸發(fā)，則焊頭不能下降。如觸發(fā)后應(yīng)旋鈕復(fù)位，便于程序運(yùn)作。

（18）   限位螺栓：調(diào)節(jié)螺栓上螺母位置，可限制焊頭下降的高度，控制塑料件熔接深度。

（20）電源開關(guān)：打開此開關(guān)后，電源導(dǎo)通，指示燈亮，風(fēng)扇開始運(yùn)轉(zhuǎn)。

（21）過載指示燈：當(dāng)本機(jī)超聲波振動(dòng)異常時(shí)，此燈會(huì)亮，并停止發(fā)振。

（22）超聲測試開關(guān)：觸發(fā)即有超聲波發(fā)生，用于檢驗(yàn)聲波是否正常。

（23）電流表：空載時(shí)，表示焊頭諧振的程度，（指針越低越好，視焊頭與輸出功率而異，通常在1A左右，最大不超過1.5A焊接產(chǎn)品時(shí)表示輸出功率的大小。（視工件而定）。

（24）調(diào)頻旋鈕：調(diào)節(jié)電路部分的工作頻率與機(jī)械振動(dòng)諧振頻率相匹配。（詳細(xì)步驟，請(qǐng)參照操作要領(lǐng)。）

（26）控制插座：利用電纜連接，傳輸控制回路信號(hào)。

（27）超聲輸出插座：利用電纜連接，將高壓電信號(hào)傳輸給換能器。

（28）保險(xiǎn)絲座：容納保險(xiǎn)絲。

（30）振幅調(diào)節(jié)開關(guān)：選定適當(dāng)?shù)暮割^輸出振幅，以配合工作之要求。

　　一臺(tái)完整的超聲波焊接機(jī)基本上都是有以上部件組成，超聲波焊接機(jī)結(jié)構(gòu)組成不外乎以上介紹，謝謝！