超聲波焊接機結構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,是一種物質波,它需要介質向四面八方傳播,在彈性介質中傳播著的壓力振動。聲波在固體中傳播時,同時有縱波和橫波兩種形式。聲波每秒振動的次數是聲音的頻率,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,在均勻介質中可以定向直線傳播,傳播過程中來減較小,反射能力強。

　　超聲波焊接?原理是屬于熱焊接,在一定壓力下,將高頻機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部分子振動產熱,另一方面焊件接觸面相互摩擦產生熱量,溫度升高引起焊件加熱熔化,冷卻凝固后實現材料的焊接。

超聲波焊接機原理具有很多優(yōu)點:

   1)焊接速度快、強度高:

   2)不會造成焊接變形,不影響產品外觀:

   3)工作場所l·凈,無污染,利于環(huán)保;

   4)操作簡單,易控制,可以進行自動化操作;

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

超音波焊接具有諸多優(yōu)點,在汽車、電子等領域得到了廣泛應用。

超聲波焊接機結構組成及其功能

l.2.3   氣動加壓系統(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構,用來固定焊件的位置。

1.4.4   程序控制器

　　用來控制焊接機的工作過程,控制預壓時問,焊接時間,焊接位移等參數。隨著電子技術的發(fā)展,為滿足聲學反検及自動控制的需要,計算機控制也已較為普通。

　                             長榮超聲波焊接機電箱結構示意圖

　                         智能數字超聲波發(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變成高頻的機械振動。再由傳送器將振動能量增強并傳遞至焊頭,在靜壓力的作用下將彈性振動能量轉變?yōu)楹讣g的摩擦功,變形能及內部分子振動能。當焊接件界面處的溫度達到了熔點(半結品性塑料)或者玻璃態(tài)轉變溫度(非結品性塑料)時,焊件焊點位置的材料會變?yōu)橐簯B(tài)流動。隨著振動繼續(xù),熔化的材料會相互混合,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原理示意圖。

　　　超聲波焊接過程中焊件可以分為四個狀態(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所示超聲波焊接機原理。

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

Pn1一不穩(wěn)定摩擦熔化:此時,界面處材料開始熔化,并開始沿側面方向向外流動。但因為熔化階段剛開始,熔化層厚度很薄,向外流動的材料很少。

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

　　焊接質量除與材料本身物理特性有關外,還與焊接的工藝有密切的關系,如焊接功率、超聲頻率、超聲波振幅、焊接壓力,焊接時間等更多超聲波焊接機原理，請致電。

                                                                                              超聲波焊接機結構功能示意圖

超聲波焊接機結構組成：由超聲波發(fā)生器、超聲換能系統(tǒng)、程序控制及氣動機架系統(tǒng)幾部分組成

A：超聲波塑膠焊接機結構組件名稱

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

（4）氣壓表                 （5）調壓器                 （6）超聲測試開關

（7）焊頭升降開關           （8）延遲時間               （9）分水器

（10）機體固定把手         （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             （17）急停開關              （18）限位螺栓

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

（23）負載電流表           （24）調頻電感              （25）散熱風口

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

（29）電源線入口           （30）功率調節(jié)開關

B：超聲波焊接機結構部件名稱及功能

（1） 下降速度：調節(jié)此旋鈕可調節(jié)焊頭下的速度，順時針旋轉減速、反之加速。

（2）   焊接時間：此鈕為一波段開關，實為一可調電阻，調節(jié)超聲波焊接的時間。

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

（4）   氣壓表：指示工作氣壓。

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

（6）   超聲測試開關：輕觸開關，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：主要用于校對模具，該開關為自鎖開關，按下后需重按復原。

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

（9）   分水器：用于分離壓縮空氣中的水分，請在積水半滿時將杯底針向上壓，以排出積水。

（10）   機體固定把手：用于固定上部機架。

（11）   升降手輪：將（10）松開后即可調整機架高低。

（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，否則會改變其諧振頻率及機械強度，容易導致換能器或電器零件損壞。

                                大功率超聲波焊接機功能結構示意圖

（16）   觸發(fā)開關：兩邊開關同時觸發(fā)，可實現正常程序。

（17）   急停開關：該開關為自鎖開關，一經觸發(fā)，則焊頭不能下降。如觸發(fā)后應旋鈕復位，便于程序運作。

（18）   限位螺栓：調節(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：打開此開關后，電源導通，指示燈亮，風扇開始運轉。

（21）過載指示燈：當本機超聲波振動異常時，此燈會亮，并停止發(fā)振。

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

（23）電流表：空載時，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焊接產品時表示輸出功率的大小。（視工件而定）。

（24）調頻旋鈕：調節(jié)電路部分的工作頻率與機械振動諧振頻率相匹配。（詳細步驟，請參照操作要領。）

（26）控制插座：利用電纜連接，傳輸控制回路信號。

（27）超聲輸出插座：利用電纜連接，將高壓電信號傳輸給換能器。

（28）保險絲座：容納保險絲。

（30）振幅調節(jié)開關：選定適當的焊頭輸出振幅，以配合工作之要求。

　　一臺完整的超聲波焊接機基本上都是有以上部件組成，超聲波焊接機結構組成不外乎以上介紹，謝謝！