电阻焊、超声焊接、LPM介绍

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四、超声工艺参数
1、Weld mode/焊接模式
Absolute/绝对距离模式 Energy/能量模式 Collapse/熔深模式 Time/时间模式 Peak Power/功率模式 Ground Detect/接地中止模式
厚连接片的焊接： 1、厚度0.5mm以上连接片采用打凸点聚集电流，开叉 保持电流流经焊点，避免电流损失，保证焊接质量。 2、焊针直径可使用6-8mm平底焊针，一次完成4-6个 点碰焊，提升效率。
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超声焊接工艺
在半晶体塑料（如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂）的熔接中，采用能量导向的连接设计也 许达不到理想的效果。这是因为半晶体的树脂会很快从固态转变成融化状态，或者说从融化状态转化为固态， 而且是经过一个相对狭窄的温度范围，从能量导向柱流出的融化物在还没与相接界面融合时，又将很快再固 化。因此，在这种情况下，只要几何原理允许，我们推荐使用剪切连接的结构。
2、溢胶毛边大
3、超伤 4、错位 5、熔接不良
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LPM工艺培训
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工作原理
低压注塑（LPM）热熔胶粘合是利用热熔胶机通过热力把热熔胶熔解，熔 胶后的胶成为一种液体，通过热熔胶机的热熔胶管和热熔胶枪，送到被粘 合物表面，热熔胶冷却后即完成了粘合。大大简化了产品的加工工艺，改 善了产品的可靠性，降低了生产成本，提高了生产效率。.
剪切接合是一种常見的干涉接合方式 Page (18) www.tws.com
三、超声工艺设计及实例
带有转角的结构
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三、超声工艺设计及实例
超声线的位置
两者的不同之处仅在于A将超声线设计于上盖上。B将超声线设计在下盖上,两者超声效果 一样。
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三、超声工艺设计及实例
止口设计
止口的设计尺寸如下图（供参考）
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三、超声工艺设计及实例
三角形超声线
TWS目前正在生产中的典型结构，应用机 种主要有：SYMBOL-MX55 series、MC75 Series、A3、A4；MOTO-NAIRN PRIMARY。
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三碰焊材料分析及用途
碰焊材料电阻值的分类
o 导电性(高): 银，铜，金，铝
o 导电性(中): 黄铜
o 导电性(低): 钼，钨，白金，钢，镍，钛
采用相反定律:
一般情况下焊接导电性高的工件应采用导电性低的电极；而焊 接导电性低的工件应采用导电性高的电极
焊头： 又叫焊模（上模）Horn, Sonotrode，与换能器（Converter)，振幅调节器(变幅杆,Booster) 相连
将超声波能量传至工件的部件
底座：下模，Nest
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一、超声波焊接原理
超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的技术之一。它利用工件接触面间高频的磨 擦使分子间急速产生热量，当此热量足够熔化工件时，停止超声波振动，此时工件 接触面由熔融面固化，完成加工程序。各种热塑性胶件均可使用超声波焊接处理， 其优点是
能量导向柱的典型尺寸
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三、超声工艺设计及实例
能量导向的常见形式及应用
Butt Joint With Energy Director
能量导向直径：0.25-0.50mm， 高度：70-90o 适用于较小尺寸，容易焊接的 材料
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电阻焊、超声焊接、LPM工艺培训
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目录
1、电阻点焊机工艺介绍 2、超声焊接工艺介绍 3、LPM工艺介绍
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一、超声波焊接原理 二、超声设备介绍 三、超声工艺设计及实例 四、超声工艺参数 五、常见超声不良
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一、超声波焊接原理
基本术语
超声波： 频率在人耳敏感的听觉范围20Hz-20000Hz内的波叫做声波，超过这个范围的波叫超声波。 塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHz，18KHz，20KHz，40KHz 。
成功地进行电阻焊取决于下列因素:
形成单向焊接电流 维持电流密度稳定: 焊接电流/电极面积=恒数
电阻焊接中三种常见的变数:
ê 电流 ê 时间
电源供 应器
低电压/高电流
变压器
ê 压力
焊头
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热的方程式:Q = I2RtK
如果超声设备，超声线设计参数及两零件材料是相同的，那么影响超声质量的就只有超 声线与超声波焊头之间的距离了。
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三、超声工艺设计及实例
当超声线与超声焊头的距离小于6.3mm时，我们称为近场焊，大于6.3mm时，则称为远场焊。 一般来讲，像普通的塑胶材料，超声线和焊头距离越近越好，那样更加容易焊接，但有 些特殊材料则只能使用远场焊来进行焊接，如玻璃，无定形材料。因为使用近场焊容易会 合零件产生裂纹或是其它损坏。
2、传动装置
a:传动装置 b:支柱 c:底座 （置物台）
传动装置
底座
支柱
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电源
Branson
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三、超声工艺设计及实例
能量导向
典型的能量导向是在将被焊接的一个面上注塑出突起三角形柱。能导向的基本功能是：集中 能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度。在这种导向 中，其材料再部分流向接触面。能量导向是非晶态材料中最常用的方法。
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四TWS焊接方式
串联点焊经路：一回路有二个焊点，常应用于 单面两点点焊。(如电池)
电流源
電流
加压力
加压力
分流回路 溶接回路 Powering Up Your Mobility
工作物 绝缘物
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Step Joint
有利于将批锋（毛边，Flash) 隐藏在部件的内侧或外侧
Tongue and Groove Join
提高定位精度 缺点是会产生“美工线” 一般仅适用于小型工件
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三、超声工艺设计及实例
剪切设计(Share Joint)
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二、超声设备介绍
超声波焊接设备原理示意图
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二、超声设备介绍
由电源及传动装置两部分组成： a：超声波电源模块
1、电源 b:系统控制器
能量导向大小和位置 取决于如下几点：
• 材料 • 塑料件结构 • 使用要求 当使用较易焊接的材料，如聚苯乙稀等硬度高、熔点低的材 料时，建议高度最低为0.25mm。当材料为半晶体材料或高温 混合脂时（如聚乙碳），则高度至少要为0.5mm。当用能量 导向来焊接半晶体树脂时（如乙缩荃、尼龙），最大的连接 力主要从能量导向柱的底盘宽度来获得。
快捷，干净 成本低（不需加溶剂，粘接剂或其他辅助品） 焊接质量好
超声波焊接机的基本工作原理是将20KHz的高压电能利用换能器转换成超声波 的机械振动能，机械振动经振幅调节器(变幅杆,Booster，二级杆）放大经焊头传 递至被加工部件，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使传导到接口的温度升高， 当温度达到此工件本身的熔点时，使工件焊接口迅速溶化，继而填充于接口间的空 隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定型，便达成完美的焊接。
电极调整要点:
一、电极棒的高度调整
二、电极棒的间距调整
一般为15~30mm
1.2~1.5mm (视电极焊接面积，依需要调整。)
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五碰焊工艺设计
目前TWS的点焊工艺设计分两种
o 厚连接片的焊接
o 薄连接片的焊接
2、Weld time/焊接时间 3、Hold time/保压时间 4、Trigger Force/触发压力 (lb) 5、Amplitude/振幅 6、Pretrigger/预触发
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五、常见超声不良
1、焊接缝隙大
电阻点焊机
• 一 .电阻点焊机的原理 • 二 .电阻焊机介绍 • 三 .碰焊材料分析及用途 • 四.TWS焊接方式 • 五 . 碰焊工艺设计
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一电阻点焊机的原理
原理： 利用电流通过一个或多个工件，令工件在瞬间发热。加在工件上的 焊料会溶化而达成焊接。
二电阻焊机介绍
电阻点焊机的特征
优点：
1.工件及工件之间紧贴的结合 2.高速加温及降温 3.工件的热影响较少 4.时间、压力、电流可以控制 5.适合较大热容量的工件
缺点
1.设备费用高 2.需要动力电源 3.尚无良好的非破坏品质检查方法
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采用剪切连接的设计，首先是熔化小的和最初接触的区域来完成焊接，然后当零件嵌入到一起时，继续 沿着其垂直壁，用受控的接触面来融化。如下图所示，这样，可获得强劲结构或很好的密封效果，因为界面 的熔化区域不会让周围的空气进来。由于此原因，剪切连接尤其对半晶体树脂非常有用。
剪切连接的熔接深度是可以调节的，深度不同所获得的强度不同，熔接深度一般建议为0.8-1.5mm。当塑 料件壁厚较厚及强度要求高时，熔接深度建议为1.25x壁厚。
o I=电流, kA
电流
o 热的流失： ê工件 ê电极
o 电阻值 (R) = 内阻值 + 接触阻值
o t=焊接时间，ms
内阻值
RB
1
RB
2
RB
3
RB
4
接触阻值
RC1 RC2 RC3
备注: 散热的速度快 会令 热常数(K)数值减 少
ê夹具
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几基本的剪切式结构
推荐零件尺寸和接触面、零件误差的尺寸
零件最大尺寸
＜18mm 18mm-35mm
＞35mm
接触面尺寸 (Interference) 0.2mm-0.3mm
0.3mm-0.4mm 0.4mm-0.6mm
零件尺寸允许误差
±0.025mm ±0.05mm ±0.075mm
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不同电阻焊接方法比较
电阻电焊机分四种类型：交流式、电容储能式、晶体管式、高频式
交流式
表现
电容储能式 晶体管式 高频式
防止焊接火花
满意
差
电源变动时的安
差
全性
焊接效率
满意
特点Baidu Nhomakorabea
适合焊接铜 线/板材
良好
差 热影响小
良好 良好
良好 良好
良好
良好
微细元件 无火花
目前TWS碰焊机分别：ME-110A为电容储能式；MDB-2000B为晶 体管式。
超声线（焊接线): 焊接线是超声波直接作用熔化的部分，其基本的两种设计方式： – 能量导向 – 剪切设计
能量导向： Energy Director， 是一种典型的在将被焊接的一个面注塑出突起三角形柱。能量导向的基本功能是
：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度。在这种导向 中，其材料在部分流向接触面。能量导向是非晶态材料中最常用的方法。TWS 最常用的设计方式