02防水板超声波焊接施工工艺
超声波焊接作业指导书
超声波焊接作业指导书
一、引言
超声波焊接是一种高效、无污染、低能耗的金属焊接技术，在工业生产中得到了广泛应用。
本指导书旨在为操作人员提供超声波焊接作业的详细步骤和注意事项，以确保焊接质量和操作安全。
二、设备准备
1. 验证设备是否正常工作，检查超声波焊接机的电源、超声波振动头等部件是否完好。
2. 确保焊接材料的质量和准备好所需的辅助工具，如夹具、夹具垫片等。
三、超声波焊接操作步骤
1. 清洁工作区域，确保焊接材料表面干净无油污。
2. 将待焊接的两个工件放置在夹具上，确保工件位置准确。
3. 调整焊接参数：根据焊接材料的厚度和类型，设置超声波焊接机的功率、振幅、焊接时间等参数。
4. 打开超声波焊接机的电源开关，启动超声波振动头。
5. 触发超声波焊接机，开始焊接过程。
焊接头将会施加一定的
压力在工件上，同时产生超声波振动，使工件表面快速摩擦融化，
完成焊接。
6. 焊接完成后，停止超声波焊接机的振动，取下焊接好的工件。
四、注意事项
1. 在操作过程中要戴好防护手套、护目镜等个人防护装备，以
保障人员的安全。
2. 确保工件的干净和定位准确，避免焊接材料移动或偏离夹具。
3. 根据不同的焊接材料，及时调整超声波焊接机的焊接参数，
以获得最佳的焊接效果。
4. 注意超声波振动头与工件的接触情况，确保接触紧密而不会
造成过度摩擦或所需压力不足。
5. 在操作过程中，要定期检查焊接设备的工作状态，确保设备
正常运行和安全使用。
隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法
隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法一、前言隧道防水板机械辅助铺设及超声波焊接施工工法是一种高效、准确且可靠的隧道防水板施工工艺。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例，以全面展示该工法的优势和实际应用。
二、工法特点该工法采用机械辅助铺设和超声波焊接技术，具有以下特点：1. 高效快速：机械化操作能够提高施工效率，大幅减少人力投入和工期，缩短施工周期。
2. 准确精细：通过机械设备和超声波焊接技术，能够实现防水板的精确铺设和紧密连接，确保施工质量。
3. 可靠耐久：采用专业机具设备和优质防水板材料，保证施工质量，提高防水效果和使用寿命。
4. 安全环保：减少人工操作，降低劳动强度和施工风险，符合安全生产标准，降低施工产生的环境污染。
三、适应范围该工法适用于各类隧道工程，特别适合对防水要求高、工期紧迫的隧道项目。
可广泛应用于铁路、地铁、公路、水利等领域的隧道工程。
四、工艺原理该工法通过将机械辅助铺设和超声波焊接技术相结合，实现隧道防水板的高效铺设和连接。
1. 机械辅助铺设：使用专业机械设备，如防水板铺设机、压力机等，将防水板精确铺设于隧道墙壁或顶板上。
2. 超声波焊接：利用超声波振动产生的热能，将防水板相互连接，以形成连续、紧密的防水层。
五、施工工艺（略）六、劳动组织在施工过程中，需要组织合理、协调配合各项工作，确保施工进度和质量。
1. 设立专门的施工组织机构，明确各个部门的职责和任务。
2. 分工合作，确定施工人员的数量和岗位布置。
3. 充分培训施工人员，确保其熟悉工法要求和操作技能。
4. 定期进行施工现场会议，及时解决问题和协调工作。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括：1. 防水板铺设机：用于自动化铺设防水板，具备稳定性和精确度。
2. 压力机：用于将防水板与隧道墙壁或顶板接触紧密。
超声波焊接工艺
咬花导熔面
咬花导熔面主要用于增强熔接强度, 如下图所示
防水的导熔线结构
防水的导熔线结构主要用于增加气密密封性圈, 如下图所示,
剪切型熔接面
剪切型熔接熔接过程是, 首先熔化开始接触的小面积 材料, 然后沿着壁面继续垂直向下而有控制的导引到 工件里头去。如图所示
剪切型熔接面
剪切型熔接的优点: 1.熔接强度高，气密性好。 2.适合所有的塑胶材料，特别是具提早固体特性的半
凸出材料, 它的的基本作用是聚集能量, 使之可以尽
快达到熔解的温度, 从而得到更好的熔接效果。导熔
线的基本设计如下图所示, 实际应用时可根据具体要
求改变。
非结晶聚合物
半结晶聚合物
超声波熔接结构设计—— 导熔线
导熔线的优点主要有:
1.增加熔接强度
2.减少溢胶
3.减少熔接时间
4.需要较小的振幅
超声波熔接应避免以下的设计
焊很头容与易超工导声件致的表波接面触伤熔面痕接积。越设大越计好中, 如应果小注于意熔接的区域问的题面积, 会
超声波熔接设计中应注意的问题
远场与近场熔接 近场熔接指的是熔接面距离焊头接触面的位置在
6.356mm以内, 大于6.356mm的称为远场熔接。一般尽 可能避免远场熔接
导熔线的设计主要有以下几种:
阶梯型导熔线-Step Joint
阶梯型导熔线主要用于外观上需要精确对位以及不溢 胶的设计
沟槽型导熔线- Tongue & Groove
沟槽型导熔线主要用于双边不溢胶且能提供对位的功 能设计, 其也具备一定的防水功能。
十字交叉型导熔线-Criss-Cross
十字间交断叉式型导熔线是一组导熔线相互垂连直续交式叉, 能缩 短熔接时间, 减少熔接功率, 增加熔接强度, 但是容 易产生段差及溢胶
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术作者：丁树东来源：《科技视界》2019年第20期【摘要】防水板施工是隧道防排水的关键工序，传统采用的热熔焊接施工不仅施工效率低、外观难以保证、而且焊接人员的操作水平及经验有较高的要求，施工质量难以保证。
现如今越来越多的防水板施工采用超声波焊接机进行焊接施工，本文主要研究隧道工程中利用超声波焊接机焊接防水板的施工技术和质量控制要点。
【关键词】防水板;超声波焊接;质量控制中图分类号： U453.6 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）20-0210-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.20.0971 超声波焊接介绍1.1 工艺特点超声波焊接是利用超声波在聚合物材料中产生机械功，机械功的表现方式是高聚物分子因振动而引起连续受压和解压，这部分机械功是以热能的表现形式出现，持续的高频应变应力荷载以及较低的热传导率使应力应变集中区的材料温度迅速升高，再施加适当的压力使防水板瞬间熔融接合。
1.2 与传统热熔焊接对比传统防水板焊接采用电热压焊器热熔焊接工艺和吊带挂设工艺，电热压焊器热熔焊接受防水板、热熔垫片熔点影响较大，采用该工艺施工作业人员难以把握防水板热熔时间和压焊力度，使得防水板频频出现焊焦、焊穿、焊接不牢等焊接质量通病。
吊带挂设经同类隧道施工发现，该施工工艺常因防水板无法与围岩密贴，经常出现二衬厚度不足或背后脱空、不密实等现象。
超声波焊接经对比其他方式主要优势：不需焊剂和外部加热，对焊件损伤小、焊接时间短、焊接强度和残余变形小等优点，且超声波自动焊接机自动化程度较高，减少了人力资源的使用。
超声波焊接对传统热熔焊接相比，超声波焊接机不需预热，开机即可进行焊接。
经过查询相关文献，超声波焊接机设备使用寿命长，焊接成本仅为电热压力焊枪成本的7.5%，具有相当大的成本优势。
焊接出的焊点外观质量较好，不会出现传统热熔焊接出现的焊焦、焊穿、焊接不牢等质量通病，实际使用效果好，也避免了焊接时出现焊点破损从而进行修补的现象。
《超声波焊接工艺》课件
超声波频率：影响焊接 效果，需选择合适的频
率
焊接时间：影响焊接效 果，需控制焊接时间
焊接温度：影响焊接效 果，需控制焊接温度
环境因素：影响焊接效 果，需控制环境因素
焊接设备：影响焊接效 果，需选择高质量的设
备
07
超声波焊接技术的发展趋势与展望
超声波焊接技术的国内外研究现状
国内研究现状：超声波焊 接技术在国内得到了广泛 应用，主要集中在汽车、 电子、医疗等领域。
超声波发生器：产生高频超 声波
工件：需要焊接的工件
冷却系统：冷却焊头和工件， 防止过热损坏
控制系统：控制超声波发生 器、换能器、焊头等部件的
工作状态
超声波焊接设备的分类
按照功率分类：大功率、中功率、小功率 按照频率分类：低频、中频、高频 按照结构分类：单头、双头、多头 按照用途分类：通用型、专用型、特殊型
培训与教育：对操作人员 进行培训，提高焊接质量 意识和技能水平
超声波焊接质量影响因素及改进措施
超声波功率：影响焊接 强度，需调整至最佳功
率
焊接压力：影响焊接质 量，需调整至最佳压力
焊接材料：影响焊接效 果，需选择合适的材料
操作人员技能：影响焊 接质量，需提高操作人
员技能
质量检测方法：影响焊 接质量，需选择合适的
汇报人：PPT
超声波焊接的应用范围
电子行业：如电路板、电子元器件 等
汽车行业：如汽车零部件、内饰件 等
医疗行业：如医疗器械、医疗耗材 等
食品行业：如食品包装、食品容器 等
航空航天：如航天器零部件、航空 器零部件等
纺织行业：如纺织品、服装等
03
超声波焊接设备
超声波焊接设备的组成
焊接缺陷超声波探伤施工工艺
焊接缺陷超声波探伤施工工艺1. 简介超声波探伤是一种常用的无损检测方法，被广泛应用于焊接缺陷的检测。
本文档旨在介绍焊接缺陷超声波探伤的施工工艺，旨在帮助工程师和技术人员正确使用超声波探伤技术，准确检测焊接缺陷，确保焊接质量。
2. 焊接缺陷的常见类型在焊接过程中，常见的焊接缺陷包括焊接孔隙、夹渣、气体孔洞、裂纹等。
这些缺陷会影响焊接接头的强度和密封性，因此需要通过超声波探伤进行及时检测和修复。
3. 焊接缺陷超声波探伤施工流程3.1 准备工作在进行焊接缺陷超声波探伤之前，需要进行以下准备工作：- 确定探测区域：根据焊接图纸和焊接工艺要求，确定需要检测的焊接接头和焊缝位置；- 确定超声波探测仪器：选择适合的超声波探测仪器，包括超声波传感器、探头和信号处理设备；- 准备工作场所：确保施工现场的清洁、安全，以保证探测结果的准确性。
3.2 实施探测按照以下步骤进行焊接缺陷超声波探测：1. 清洁焊接接头表面，确保无杂质干扰；2. 安装超声波探测仪器，根据焊接接头的形状和尺寸选择合适的超声波传感器和探头；3. 设置探测参数，包括超声波频率、脉冲宽度、增益等；4. 对焊接接头进行扫描，记录探测数据，并标记发现的缺陷位置；5. 根据探测数据分析缺陷类型和严重程度，判断是否需要修复。
4. 结果分析与修复根据焊接缺陷超声波探测的结果，进行以下分析和修复工作：- 分析缺陷类型和严重程度，确定是否影响焊接接头的强度和密封性；- 基于分析结果，制定修复方案，包括补焊、磨光等；- 完成修复后，进行二次超声波探测，确保缺陷得到有效修复。
5. 安全注意事项在进行焊接缺陷超声波探测施工时，需要注意以下安全事项：- 确保工作场所通风良好，避免超声波探测仪器的信号受到干扰；- 使用个人防护装备，如手套、护目镜等；- 遵循超声波探测仪器的使用说明，确保操作安全。
6. 结论焊接缺陷超声波探伤施工工艺是一种重要的无损检测方法，可帮助工程师和技术人员准确检测焊接缺陷，并进行及时修复。
防水板超声波焊接工艺技术交底
防水板超声波焊接工艺技术交底1.编制依据高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建立[2021]241号)高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753—2021)铁路混凝土工程施工技术指南(铁建立[2021]241号)铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB10424—2021)成贵铁路设计文件资料及建立单位下发相关文件要求。
2.工艺流程防水板超声波焊接施工工艺流程图3.作业要点3.1.防水板铺设前基面处理在铺设防水层之前应对基面〔初期支护外表〕的渗漏水、外露的突出物及外表凹凸不平处进展检查处理。
1〕渗漏水处采用注浆堵水或排水盲管、排水板等将水引入侧沟，保持基面无明显渗漏水。
2〕对于基面外露的锚杆头、钢管头、钢筋头、等突出物局部，先切断后用锤铆平，抹砂浆。
3.2.防水板的铺设准备1、洞外检验防水板及土工布材料质量。
2、铺设防水板的专用台车就位。
3、铺设前进展准确放样，进展试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头。
4、在铺设基面标出拱顶线，画出每一环隧道中线及垂直隧道中线的横断面线。
3.3.土工布铺设1、铺设土工布时先在隧道拱顶部位标出纵向中线，并根据基面凹凸情况留足充裕量，宜由拱部向两侧边墙铺设。
2、用射钉将热塑性垫圈与土工布平顺地固定在基面上〔示意见以下图〕，固定点间距宜为拱部0.5～0.8m、边墙0.8～1.0m，呈梅花形排列，基面凹凸较大处应增加固定点，使土工布与基面密贴。
3、土工布接缝搭接宽度不得小于5cm。
一般仅设环向接缝，当长度不够时，设轴向接缝应确保上部〔靠拱部的一张〕应用下部〔靠底部的一张〕土工布压紧，并使土工布与基面密贴，铺设的土工布应平顺，无隆起，无褶皱。
热塑性垫圈固定土工布示意图3.4.防水板铺设1、防水板的铺设应采用专用台架从拱部向两侧边墙悬挂进展。
本隧道进洞方向为上坡，环向焊缝施工时必须由下坡方向防水板压住上坡方向的防水板，〔纵向焊缝则由下部防水板压住上部防水板〕，铺设松紧应适度并留有余量。
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术
浅谈隧道防水板超声波焊接施工技术隧道防水板是保障隧道安全的一项重要工程，同时也是隧道建设中最为关键的一部分。
在防水板的连接和安装过程中，超声波焊接技术成为了一种新兴、先进的工艺，因其具有高效、节能、环保、稳定等特点，已被广泛应用。
一、超声波焊接技术简介超声波焊接技术是利用高频振荡产生的超声波，在加压作用下使两片焊接材料接触面震动摩擦，从而使两片材料的分子间发生交错和渗透，从而实现焊接效果。
该技术无需使用高温，能够快速、自动进行，焊缝强度高、质量稳定、节约材料。
在隧道防水板施工中，采用超声波焊接技术进行连接和安装，能够大大提高施工效率，减少安装成本。
二、隧道防水板超声波焊接施工技术1. 焊接要素的选择超声波焊接前，首先需要对焊接材料进行选择，保证施工材料完好的化学和物理性能。
其次，还需要选择合适的焊接工艺，根据不同的施工环境，选择不同的焊接机型和超声波震荡频率，以保证焊接材料之间的亲和力和高效的焊接效果。
2. 焊接前的准备工作在进行超声波焊接之前，需要对焊接材料进行处理，例如清洗、打磨等，以确保焊接面的平整和干净。
在焊接过程中，还需要根据操作规范，正确调整焊接机的参数，包括震荡频率、压力和时间等，以确保焊接质量的稳定和一致性。
3. 焊接操作流程在具备焊接条件的情况下，进行焊接操作。
首先，将准备好的焊接材料放置在焊接机中，按照程序进行电流传导。
此时，焊接机将产生超声波，使两块焊接材料接触面加速震动，形成摩擦，从而使焊接材料间的分子交错和交联。
然后，等到焊接材料之间的分子渗透完成后，将焊接材料取出，进行检验和测试，以确保焊接质量符合要求。
三、超声波焊接技术的应用前景超声波焊接技术已被广泛适用于隧道防水板施工中，其应用前景非常广阔。
首先，在焊接效果方面，该技术能够保证焊接强度和质量的稳定性，从而有效保障隧道的安全。
其次，在施工效率方面，采用超声波焊接技术进行隧道防水板的连接和安装，能够大大提高施工效率，减少安装成本。
焊接工艺的超声波焊接技术要点
焊接工艺的超声波焊接技术要点超声波焊接技术是一种新兴的焊接方法，在工业生产中得到了广泛应用。
本文将详细介绍超声波焊接技术的要点，并分析其在焊接工艺中的重要性。
一、超声波焊接技术简介超声波焊接技术是一种利用高频振动产生的能量来实现金属焊接的方法。
传统的焊接方法通常是通过高温熔化金属来实现焊接，而超声波焊接则是通过高频振动产生的机械能来实现焊接。
这种焊接方法具有焊接速度快、热影响区小、焊接接头牢固等优点，因此在汽车制造、电子设备、医疗器械等领域得到了广泛应用。
二、超声波焊接的工艺要点1. 声波源选择超声波焊接的关键是选择合适的声波源。
常见的声波源包括换能器、声波振动头等。
选择合适的声波源可以提高焊接效率和质量。
2. 材料选择与准备超声波焊接技术适用于焊接各种金属材料，如铝、铜、不锈钢等。
在进行超声波焊接前，需要对待焊接材料进行表面处理，确保其表面干净、无油污等。
3. 焊接参数的调节超声波焊接的质量和效率与焊接参数的设置密切相关。
主要参数包括振幅、压力、焊接时间等。
不同材料和焊接要求需要不同的参数设置，需要根据具体情况进行调节。
4. 焊接接头设计超声波焊接接头的设计对焊接质量至关重要。
合理的接头设计可以确保焊接接头的强度和密封性。
常见的接头形式包括普通接头、搭接接头、凸缘接头等。
5. 焊接设备的选择选择合适的超声波焊接设备对焊接质量和效率起到重要作用。
常见的设备包括超声波焊接机、振幅检测仪等。
根据焊接需求选择适合的设备，并保证设备的正常运行。
三、超声波焊接技术在焊接工艺中的重要性1. 提高生产效率超声波焊接技术具有焊接速度快的特点，可以大大提高生产效率。
与传统焊接方法相比，超声波焊接技术不需要预热，焊接时间短，适用于大批量生产。
2. 降低热影响区超声波焊接技术焊接时只在焊接接头产生热量，其他部分几乎不受热影响。
这种焊接方法可以避免材料的热变形和氧化，降低了焊接接头的应力和变形。
3. 提高焊接质量超声波焊接技术焊接接头强度高、密封性好，可以保证焊接质量。
超声波焊接工艺标准
超声波焊接工艺标准超声波焊接是一种高效、环保的连接工艺，被广泛应用于各种材料和制品的焊接。
本文将介绍超声波焊接工艺标准，包括焊接设备、材料要求、焊接过程、质量检测等方面的内容。
一、超声波焊接设备超声波焊接设备应符合相关标准和规格，具备稳定的性能和良好的精度。
设备应包括超声波发生器、换能器、焊头、电源等组成部分，同时应具有相应的控制和调节系统，以确保焊接过程的稳定性和可控性。
二、材料要求超声波焊接适用于各种材料，如金属、塑料、陶瓷等。
材料应具有较好的超声波传播特性，同时应满足相应的物理、化学和机械性能要求。
对于金属材料，应具有良好的导电性和导热性，并且表面应光滑、清洁、无氧化膜等杂质。
对于非金属材料，应具有较好的界面粘结性能和耐热性能。
三、焊接过程1.准备工作：将被焊接材料放置在焊接工装夹具上，调整好位置和角度。
检查设备是否正常运转，确认无误后开始焊接。
2.焊接参数设置：根据材料类型、厚度、焊接方式等因素，设置合适的焊接参数，如超声波频率、振幅、焊接时间、压力等。
3.焊接操作：将焊头放置在待焊接材料上方，启动超声波发生器，调整焊头位置和压力，使焊头与材料表面紧密接触。
观察焊接过程，确保材料熔合良好，无飞溅、烧伤等现象。
4.焊接后处理：完成焊接后，将工件从工装夹具上取下，进行清理和修整。
对于有特殊要求的工件，可以进行相应的检验和测试。
四、质量检测1.外观检测：观察焊接接头的表面质量，应光滑、平整、无气孔、裂纹等缺陷。
检查接头的几何尺寸，确保符合设计要求。
2.拉伸强度测试：采用拉伸试验机对焊接接头进行拉伸强度测试，比较接头的强度与母材的强度是否一致。
一般要求接头的拉伸强度不低于母材的80%。
3.气密性检测：对于有密封性能要求的接头，可以采用气密性检测设备进行检测，确保接头的密封性能符合要求。
4.X射线探伤：对于一些高精度、高要求的焊接接头，可以采用X射线探伤方法对接头内部进行检测，以确定是否存在气孔、裂纹等缺陷。
铁路隧道工程防水板机械辅助辅设计超声波焊接作业指导书
铁路隧道工程防水板机械辅助辅设计超声波焊接作业指导书1、适用范围适用于新建标段站前工程隧道防水板机械辅助辅设计超声波焊接施工作业。
2.1内业技术准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，解释有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗技术培训，考核合格后上岗。
2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3、施工工艺及方法3.1防水板施工作业流程图结构防排水施工流程图3.2铺设准备1、在二次衬砌防排水施作之前，应由测量人员利用断面仪对初期支护净空进行检查，一旦发现初期支护断面侵入二次衬砌的情况，立即将侵入量、部位、范围等通知施工负责人，由施工负责人组织人员进行整改。
2、基面处理：防水板铺设前应对初期支护采用简单易行的锤击声检查，必要时辅以其他物探手段。
对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取埋设管道的方式进行引排。
对喷射混凝土的表面进行必要的处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽应控制在1:7以内，深宽比大于1:7的凹坑应用细石混凝土填平，凹坑太大处要抹平补喷混凝土，确保喷射混凝土表面平整，无尖锐棱角。
3、防水板质量的检查：防水板铺设之前须进行检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行张拉试验、防水试验和焊缝张拉强度试验。
同时，按照与洞内施工相同的方法将防水板拼接，交试验室进行充气试验，合格后方可用于现场铺设。
4、对检查合格的防水板用特种铅笔划焊接线及拱顶分中线，并按每循环设计长度截取，对称卷起备用；洞内在铺设基面标出拱顶中线，画出隧道中线第一环及垂直隧道中线的横断面线。
3.3施工工艺及方法防水板采用无钉铺设、双焊缝热熔焊接工艺施工。
1、由于洞内空气潮湿、场地狭小、基面不平整，难以保证现场施焊焊缝的质量，所以，防水板可在洞外热焊预拼成大块。
《超声波焊接工艺》课件
超声波焊接的物理过程
01
02
03
表面振动
超声波在焊接表面产生高 频率的振动，使接触面摩 擦生热。
材料融合
在高温和压力的作用下， 焊接材料发生塑性变形和 流动，实现焊接。
接头形成
通过材料的融合和相互渗 透，形成牢固的接头。
超声波焊接的工艺参数
振动频率
通常在20kHz至100kHz之间， 频率越高，焊接效果越好。
《超声波焊接工艺》ppt课件
目 录
• 超声波焊接工艺简介 • 超声波焊接原理 • 超声波焊接设备 • 超声波焊接工艺流程 • 超声波焊接的质量控制 • 超声波焊接的未来发展
01
超声波焊接工艺简介
超声波焊接的定义
01
超声波焊接是一种利用超声波能 量将两个或多个材料连接在一起 的工艺。
02
超声波焊接机产生高频振动，通 过接触面将能量传递到待焊接材 料上，使材料局部熔化或达到柔 性状态，从而实现连接。
结合人工智能和机器学习技术，实现焊接过程的自动控制和优化。
多功能超声波焊接技术
开发能够适应不同材料和焊接需求的超声波焊接设备，拓宽应用领 域。
超声波焊接与其他焊接方法的比较
01
热传导焊接
超声波焊接与热传导焊接在原理上有本质的不同，超声波焊接主要依靠
超声波的振动能量使材料表面产生塑性变形而结合，而热传导焊接则是
焊接压力
焊接压力过小，焊接 不牢固；压力过大， 则可能损坏材料。
焊件表面状态
焊件表面不干净或有 杂质，会影响焊接质 量。
焊件材料性质
材料的硬度、热导率 等物理性质会影响超 声波焊接的效果。
提高焊接质量的措施
控制焊接压力，确保在适当 的范围内。
超声焊接工艺
超声焊接工艺
超声波焊接是一种新型的焊接方法，其原理是利用超声能量使焊件表面的分子产生振动，使分子在界面处发生摩擦，产生热量使材料熔化，从而形成焊接。
利用超声波焊接，可以获得比较稳定的焊接效果。
超声焊接的原理与传统的机械振动焊接基本相同。
超声焊接方法与传统机械振动焊接方法相比有其独特之处：
（1）在焊接过程中，焊件不受传统机械振动焊接方法中因
金属和非金属材料之间的粘接而产生的振动和摩擦的影响。
因此，超声焊接设备在工作时不会产生任何机械振动，从而保证了其与传统机械振动焊接方法基本相同的优点。
（2）在超声焊接过程中，焊件之间不需加压或施加一定压
力即可实现连接。
因此，超声焊接设备不仅可以用于一般固体材料（如塑料、金属、陶瓷、玻璃等）的连接，而且还可以用于液体或气体材料的连接。
这对于航空航天、化工医药和电子等工业中需要进行压力密封、化学腐蚀和化学吸附等操作的场合是非常有用的。
（3）超声焊连接不仅能实现固体材料的连接，而且还可以
实现液体及气体材料的连接。
—— 1 —1 —。
最全超声波焊接工艺及焊线设计方法
既能避免产品划伤，又能保证产品定位。
超声波焊接设计要点
4.底座制作
根据产品外形设计不同材料的底座，分为以下几大类别： 1.不需要保护产品外观的内部件：采用刚性底座，一般为金属材质，打磨倒角后
使用，固定产品。 2.需要对产品外观进行防护的，采用弹性底座，一般为金属表面附着硬硅胶，仿
形定位，固定并防护产品。 3.组合式底座，产品外形复杂，尺寸较大，需要焊接的角度不在水平面上，尺寸
较小难以固定，需要辅助固定的产品，一般采用组合式底座进行固定。
超声波焊接设计要点
5.超声波塑料接面机构设计
超声波焊接时并不要求全体振动发热，而是希望能选择得性的在焊接部位发热， 超声波焊接时，超声波在塑料中传达到设有导熔线〈Energy Director〉的接合面， 在此处发热而焊接。没有开设导熔线，来以点破坏面的材质分子结构，便无法焊 接。因此超声波塑料焊接的接面机构设计，影响焊接的难易、焊接部外观、加工 精度、焊接强度及水、气密性等。
超声波焊接设计要点
1.焊接材料的选择
a.不可选择热固性材料：原理分析：热固性材料一次加热后成型为最终 状态，不可再次使用 。 超声波焊接原理为接触面高速面摩擦，产生高温使 塑胶的分子链破坏的同时加压，是焊接面的塑胶分子链重新形成，最终“合 二为一”。
选择热塑性材料：热塑性材料形成的分子结构为高分子次级弱链连接， 再次受到加热时高分子次级弱链受到破坏，破坏后的分子链在高温及适当 的压力下回再次成型。
超声波焊接流程
超声波焊接流程一、介绍超声波焊接是一种高效、节能的焊接方法，它利用高频振动产生的热量将两个材料焊接在一起。
本文将详细介绍超声波焊接的流程。
二、设备准备1. 超声波焊接机：选择适合自己需要的超声波焊接机，根据不同的材料和厚度选择不同的功率和振幅。
2. 模具：根据需要选择合适的模具，模具应该与要焊接的材料形状相匹配，确保精确对位。
3. 清洁剂：清洁剂可以去除表面污垢和油脂，确保良好的接触面。
4. 备件：备件包括超声波换能器、压头等，以备不时之需。
三、工艺流程1. 准备工作：首先将要焊接的材料清洗干净，并将模具放置在超声波焊接机上。
然后打开机器并调整功率和振幅设置。
2. 对位：将要连接的两个材料放置在模具上，并通过调整夹紧装置固定住。
确保两个材料完全对齐，以便于后续的焊接。
3. 焊接：将超声波焊接头放置在材料上方，然后将压头轻轻按下，产生一定的压力。
接下来启动超声波发生器，产生高频振动，并通过振动摩擦产生热量，将两个材料焊接在一起。
4. 检查：焊接完成后，检查焊缝是否完整、均匀，并且没有裂纹或气孔等缺陷。
如果有问题，则需要重新进行焊接。
5. 完成：当所有工作都完成后，关闭超声波焊接机，并将模具和备件归位。
四、注意事项1. 清洁：在进行超声波焊接之前必须清洗材料表面，以确保良好的接触面。
同时，在使用过程中也要及时清洁设备和模具。
2. 对位：在进行超声波焊接之前必须确保两个材料完全对齐，并且固定住，以便于后续的焊接。
3. 选择合适的功率和振幅：根据不同的材料和厚度选择合适的功率和振幅。
如果功率过大或者振幅过高会导致熔化过多的材料，从而损坏焊接部件。
4. 检查：在进行超声波焊接之后必须检查焊缝是否完整、均匀，并且没有裂纹或气孔等缺陷。
如果有问题，则需要重新进行焊接。
五、总结超声波焊接是一种高效、节能的焊接方法，它可以用于各种材料的连接。
在进行超声波焊接之前必须清洗材料表面，并确保两个材料完全对齐。
根据不同的材料和厚度选择合适的功率和振幅，并在完成焊接后检查焊缝是否完整、均匀，并且没有裂纹或气孔等缺陷。
02防水板超声波焊接施工工艺
防水板超声波焊接施工工艺1 前言1.1工艺概况隧道防水板铺设过去一直采取手工方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉锚固为主，防水板搭接头以热熔形式处理。
由手工方式铺设的防水板，与峒表面的密贴效果不稳定，整体平顺性不好；射钉挂板时，防水板表面留有孔洞，从而影响防水效果。
云桂铁路项目部一分部采用机械手辅助铺设、超声波焊接施工工艺，使施工效率和施工质量得到明显改善。
1.2工艺原理超声波焊接机由发生器产生20kHz～35kHz的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，通过焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使接触面局部温度升高，当温度达到工件本身熔点时，工件接口迅速熔化并填充于接口间的空隙，随接触时间延长，接触面熔化深度加大。
当接触震动停止时，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的超声波焊接。
2 工艺特点1）超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低。
超声波焊接一次性投入较大，但设备使用寿命长（按每月10板二衬计算，枪头寿命16.3个月，焊枪寿命49个月），分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%，经济效益明显。
2）超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安全性好。
3）超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3秒钟，生产率高。
也不会因出现焊点破洞修补而浪费时间。
4）焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。
3 适用范围本方法适用于隧道EVA防水板与热熔垫片间的固定施工4 主要引用标准《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）《铁路隧道防水板铺设工艺技术规定》（建技[2010]13号）5 施工方法隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道峒壁间的锚固点全部安放有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续2～3秒；每个垫片上点焊3-4个焊点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板与下一排热熔垫片熔接固定。
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防水板超声波焊接施工工艺
1 前言
1.1工艺概况
隧道防水板铺设过去一直采取手工方式固定到隧道内壁上，固定方式以射钉锚固为主，防水板搭接头以热熔形式处理。
由手工方式铺设的防水板，与峒表面的密贴效果不稳定，整体平顺性不好；射钉挂板时，防水板表面留有孔洞，从而影响防水效果。
云桂铁路项目部一分部采用机械手辅助铺设、超声波焊接施工工艺，使施工效率和施工质量得到明显改善。
1.2工艺原理
超声波焊接机由发生器产生20kHz～35kHz的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，通过焊接枪头加于两个靠近的塑料工件上，通过工件表面及内在分子间的磨擦而使接触面局部温度升高，当温度达到工件本身熔点时，工件接口迅速熔化并填充于接口间的空隙，随接触时间延长，接触面熔化深度加大。
当接触震动停止时，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的超声波焊接。
2 工艺特点
1）超声波焊接不需加溶剂、粘接剂或其他辅助品，使用成本低。
超声波焊接一次性投入较大，但设备使用寿命长（按每月10板二衬计算，枪头寿命16.3个月，焊枪寿命49个月），分摊成本仅为电热压力焊焊枪成本的7.5%，经济效益明显。
2）超声波焊接开机即可焊接，正常情况下焊接枪头不会烫伤操作人员，安全性好。
3）超声波焊接节约了电热压力焊的预热等待时间，一个接触点仅需3秒钟，生产率高。
也不会因出现焊点破洞修补而浪费时间。
4）焊点外观质量和熔接程度好，焊点不破损，防水板铺设质量好。
3 适用范围
本方法适用于隧道EVA防水板与热熔垫片间的固定施工
4 主要引用标准
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）
《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《铁路隧道防水板铺设工艺技术规定》（建技[2010]13号）
5 施工方法
隧道内壁一定范围内铺设好土工布，土工布与隧道峒壁间的锚固点全部安放有热熔垫片；作业台架就位，在机械手卷筒支架上安装好防水板卷筒；调试好超声波焊接机；在隧道一侧的拱脚处开始释放防水板，使防水板纵向（新铺与已铺）搭接宽度和横向起点位置正确，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪对正垫片，启动开关持续2～3秒；每个垫片上点焊3-4个焊点；待水平方向热熔垫片全部点焊完成后，再次启动机械手向上移动，使防水板与下一排热熔垫片熔接固定。
如此，即可完成整个拱圈防水板的铺设。
6 工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
施工准备→基面检查→土工布铺设→防水板铺设及超声波焊接固定→效果检查。
6.2操作要点
6.2.1施工准备
进行作业人员培训，机具设备、材料准备到位，其中，热熔垫片（图1）采用新型改进型，其颜色为容易识别的红色同材质垫片，方便焊接时找到固定点具体位置；在满足受力前提下缩小了垫片面积，节约EVA原材料31.6%。
6.2.2基面检查
防水层铺设前应先对隧道进行断面检查，对初期支护喷射混凝土表面进行处理，切除锚杆头和钢筋露头，并用细石混凝土抹平覆盖，凹坑深宽比应控制在1/10以内；深宽比大于1/10的凹坑应用细石混凝土填平，确保喷射混凝土表面平整，基面严重不平整的要进行混凝土的复喷，采用平整度尺及塞尺检测。
经检查合格后方可铺设土工布、安设环向透水盲管，最后铺设防水板。
6.2.3土工布铺设
利用作业台架将土工布沿隧道内壁展开，用尾部套有热熔垫片（如图1）的
射钉将土工布平顺地固定到隧道峒壁上，构成防水板铺设基层。
铺设时，土工布两幅搭接宽度不小于50mm，铺设效果应平顺、无隆起、无皱褶（如图2）。
作为防水板固定点的垫片间距为拱部0.5～0.8m、边墙0.8～1.0m，呈梅花型布置。
为使防水板与热熔垫片焊接时方便操作，固定点的应选择在基面平整位置。
图1 热熔垫片图2 土工布铺设效果
6.2.4防水板铺设、超声波焊接
⑴超声波焊接机调试
①接通电源：电源为220V、50Hz单项电源。
接通后检查工作指示灯是否发亮，如果不亮，检查保险管。
②仪器调试：电源接通后，按面板上的“测试”红色按钮。
以点动为准，按下后立即松开。
同时观察表盘电流表，电流在“0.5～1”安培之间为正常。
反之则要调试频率螺杆。
左右微调，一边调试，一边按“测试”按钮。
直到换能器空载电流为“0.5～1”安培为准。
如果不能调试到“0.5～1”安培之间，则要检查模具是否破损或断裂。
如有破损或断裂，及时更换。
⑵防水板铺设及固定点焊接
①防水板铺设
防水板对位正确后，从底部开始，人工将防水板按压至基层土工布垫片上并保持密贴，用超声波焊枪将防水板点焊到基层热熔垫片上。
再次启动机械手向上旋转，由于防水板下侧已固定，防水板会自动从卷轴上释放，继续焊接防水板与基层垫片。
②防水板超声波焊接固定
墙部压焊：一手持超声波焊接机，一手顶压防水板，超声波焊接机与压过的防水板面保持垂直，再用力压紧并按下开关，熔化防水板后，在端头压入防水板约0.5mm时，即可停止焊接，单点焊接持续时间约3秒（如图3）。
施作时，必须将防水板与垫片压密贴，如果防水板与垫片之间没压密贴，将严重影响焊接质量。
图3 现场防水板超声波焊接
拱部压焊：在进行拱部焊接前，先用临时钢筋支撑把防水板撑至喷射混凝土面，再按照墙部压焊的方法进行焊接。
焊点数量：边墙部位每个垫片的焊3个点；拱部每个垫片焊4个点，且宜均匀布置于垫片上，以保证焊接牢固。
焊接顺序控制
在确保和上一幅防水板搭接不小于15cm前提下，从一侧边墙向拱部、再从拱部向另一侧边墙铺设、逐排与固定点焊接。
单幅超声波焊点完成后，采用爬焊机连接两幅防水板。
③效果检查
观察防水板整体焊接效果，如果有焊接后大面不平、褶皱等情况，在下一次铺设焊接时要制定纠正措施。
检查异常焊点，针对施焊过程中出现的异常焊点要进行原因分析。
如没焊牢、焊穿防水板等情况。
检查异常故障，针对施焊过程中出现的异常故障要进行原因分析。
如一次焊接时间过长、模具容易损坏、焊接机突然不工作等情况。
7 劳动力组织
劳动力组织见表1。
表1 防水板铺设作业人员配置表
8 主要机具设备
机具设备配置见表2。
表2 机具设备配置表
9质量控制
9.1易出现的质量问题
焊点不牢固、焊点焊接过量、焊点结合面不均匀。
9.2控制措施
1）出现焊点不牢固时，焊接时，防水板与垫片之间必须密贴，增加焊接时间，增加焊接压力。
2）出现焊点焊接过量时，减少焊接时间、减轻焊接压力。
3）出现焊点结合面不均匀时，检查防水板与垫片之间是否密贴。
焊接时，枪头模具应与防水板垫片面垂直。
10 安全注意事项
1）超声波主机箱放置在台架上固定位置处，防止坠物砸坏或碰撞损伤；
2）注意经常检查电源延长线，发现破损处及时修复或更换；
3）高空操作人员需系安全绳，防止高空坠落；
4）连接焊枪的电源线须在距焊枪1.2～1.5m处设置固定点，固定于安全绳上。
11 应用实例
截止目前，云桂铁路石林隧道正洞防水板铺设采用超声波焊接技术，质量和外观均获得满意效果。
图7 防水板铺设效果图8防水板搭接效果
12工程结果评价
超声波焊接技术的应用，使以往防水板焊焦、焊穿的质量通病得到了根本改善。
现场土工布、防水板铺设美观、平顺，可操作性和观感质量都得到大幅度提高，防水板的铺设质量有了很大提高。