超声波焊接机焊接工艺 IQ方案与报告
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定Hessen was revised in January 2021超声波焊接工艺参数的设定超声波焊接的工艺参数设定包括超声波焊接功率、超声波频率、超声波振幅、超声波焊接压力、超声波焊接时间等。
l. 超声波的频率超声波焊接的工作频率通常在15-40kHz,对低频反应较差的材料,如PvC、PE等可以使用高频进行焊接,这可以减少对材料的损坏。
高频的超声波能量传递集中,对于一些精细的零部件可以使用高频的超声波进行焊接。
超声波焊接时,由于负载的变化会造成超声波设备的失谐现象,使焊接强度下强。
一般情况下,焊接机的工作频率确定后,需要保持声学系保持谐振。
下面的方程可以描述超声波的功率:P=μSnv=-2Aω/π=4usaf式中P超声功率;F静压力;S焊点面积;v相对速度;A振幅;μ一摩擦因数;w为角频率;f为振动频率。
2.超声波振幅在较大的工作频率和振幅下进行焊接,可以减少焊接时问,提高工作效率。
对于不同的材料都存在一个最佳的焊接振幅如表l所示。
超声波焊接20μm的振幅较小,通常建议使用40μm的振幅,因为过大的振幅常会使超声波电源疲劳损坏,所以超声波的振幅要求与超声波电源匹配一致。
3. 超声波焊接时间焊接时间指焊接过程中发出超声波能量的时间。
焊接时间过短,能量不够,并不能造成可靠的焊接结。
随着焊接时间的增加,能使焊件吸收更多的能量,焊接面的温度会提高,焊合面积也会增大,焊接熔深增加,这样焊接强度也会增加[22-24]。
然而,过长的焊接时间,会导致焊接位置材料熔化过多并造成较多的溢料。
这些熔料在焊合区域流动是有方向性的,所以过多的熔料流动会造成强度的下降。
另外,过长的焊接时间会造成焊件温度过高,造成焊件烧化和降解,使焊件表面造成焊痕,造成过焊,使强度下降。
焊接时间过长,能量过多会造成熔化层温度过高,被焊塑料变色、分解、脆化;而且焊接边缘应力集中,焊接表面出现压痕。
所以为了得到较高的焊接强度,必须要选择合适的超声波焊接时间,过短和过长都会造成焊接强度的下降。
超声波焊接技术
超声波金属焊接技术详解定义：超声波金属焊接利用高频振动波传递到需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
原理：超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将机械能转变为内能、形变能及有限的温升。
两母材达到再结晶温度下发生的固相焊接。
在超声焊接过程中，换能器把高频电信号转化为超声振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到待焊金属表面，界面金属氧化膜在一定的压力和超声振动的剧烈摩擦作用下破碎，界面洁净金属接触并在摩擦和超声软化的共同作用下，进一步产生塑性流动和扩散使连接面积逐渐增大最终形成可靠的连接。
系统组成：一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器/换能器/变幅杆/焊头三联组/模具和机架。
超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。
被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。
焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将需要焊接的部件区域熔化。
焊接过程：过渡阶段为清除焊件表面膜和氧化物的短暂过程，稳定阶段为界面产生相互扩散并使相互扩散稳定的过程。
在过渡阶段，焊件表面氧化物膜由于强烈磨擦作用破碎，此时磨擦为主要热源，工件温度升高使工件材料屈服强度降低，有利于工件表面氧化膜破碎及发生塑性变形，对接头形成有重要作用。
稳定阶段，金属接触表面变得平滑后摩擦作用减弱，热量由于产生塑性变形而在焊接界面聚集，在此过程中的热量是由工件的塑性变形过程产生，工具头施加的压力致使界面原子之间产生作用力而形成的金属连接过程。
工艺参数的影响：超声金属焊接过程的主要工艺参数有焊接压力、焊接能量/时间、工具头振幅和工具、头齿纹与尺寸等。
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定1.超声波频率：超声波焊接的频率通常在20kHz至70kHz之间。
不同的频率对焊接结果和效率会有影响。
高频率可以提高焊接效率，但需要用更高的功率和更小的焊接角度。
低频率可以提高焊接强度，但对于小尺寸部件可能不适用。
因此，合理选择合适的频率对于实现理想的焊接效果至关重要。
2.焊接压力：焊接压力是指超声波焊接过程中施加在焊接接头上的压力。
适当的焊接压力可以确保焊接接头良好的接触，同时避免过大的压力引起材料损坏。
一般来说，焊接压力应根据具体的焊接材料和接头形状进行调整，以达到最佳的焊接效果。
3.超声波振幅：超声波振幅是指超声波产生的振动幅度。
适当的振幅可以提高焊接质量和效率。
通常情况下，振幅应根据焊接材料和接头形状进行调整。
过大的振幅可能导致焊接接头变形，过小的振幅则可能无法达到理想的焊接效果。
4.焊接时间：焊接时间是指超声波焊接过程中的持续时间。
焊接时间的设定应根据具体情况来确定。
如果时间过长，可能导致材料热损失过多，焊接效果不理想。
而时间过短，则可能导致焊接接头未能完全熔融，从而影响焊接强度。
5.焊接温度：焊接温度是指超声波焊接过程中产生的热量，它主要取决于材料的熔点和焊接功率。
在超声波焊接中，温度的设定非常重要。
过高的温度可能使材料熔融过度，导致接头的变形和破损。
过低的温度则可能导致焊接效果不佳。
6.超声波功率：超声波功率是指超声波焊接设备产生的电功率。
超声波功率的设定直接影响焊接质量和效率。
过高的功率可能导致材料熔融过度，过低的功率则可能无法达到理想的焊接强度。
因此，合理调整超声波功率对于实现良好的焊接结果非常重要。
7.材料选择：总结：超声波焊接工艺参数的设定是实现理想焊接效果的关键。
合理选择超声波频率、焊接压力、振幅、时间、温度和功率等参数，以及合适的材料选择，可以确保焊接接头的质量和强度。
此外，根据具体的焊接要求和实际情况进行调整和优化，将有助于提高焊接效率和生产效果。
超声波焊接技术
超声波熔/焊接技术超聲波焊是一種快捷，乾淨，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑膠配件，及一些合成構件的方法。
目前被運用於塑膠製品之間的粘結，塑膠製品與金屬配件的粘結及其它非塑膠材料之間的粘結.它取代了溶劑粘膠,機械固定及其它的粘接工藝,是一種先進的裝配技術. 超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果.超聲波的優點：1，節能2，無需裝備散煙散熱的通風裝置3，成本低,效率高4，容易實現自動化生產焊接機的工作原理超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設備將當前50/60Hz的電頻轉變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應給轉換器。
轉換器將電能轉換成用於超聲波的機械振動能，調壓裝置負責傳輸轉變後的機械能至超聲波焊接機的焊頭。
焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產品的一種聲學裝置. 振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產生熱能使塑膠熔化，振動會在熔融狀態物質到達其介面時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產生個強分子鍵，整個週期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料.焊接：指的是廣義的將兩個熱塑性塑膠產品熔接的過程。
當超音停止振動時，固體材料熔化，完成焊接。
其接合點強度接近一整塊的連生材料，只要產品的接合面設計得匹配，完全密封是絕對沒有什麼問題的，碟合：熔化機械鎖形成一個材質不同的塑膠螺栓的過程。
嵌入：將一個金屬無件嵌入塑膠產品的預留孔內。
具有強度高，成型週期短安裝快速的優點,類似於模具設計中的嵌件.彎曲/生成音波將配件的一部分熔化再組成一個塑膠的突起部位或塑膠管或其他擠出配件。
這種方式的優勢在於處理的快速，較小的內壓，良好的外觀及對材料本性的克服。
點悍點焊是對沒有預留也或能源控制的兩個熱塑塑膠元件的局部焊接。
點焊也能產生一個強有力的粘合構造，尤其適合一些大型配件、有突起的塑膠片或澆注的熱塑塑膠以及那些結構複雜、難以進入接合面的產品。
剪切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。
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
《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
超声波焊接设计
超声波焊接设计一、何谓超声波焊接？在进行超声波振动的同时施加压力，使要结合的塑料产品的一部分因摩擦产生热量软化，焊接在一起的方法。
二、超声波焊接接合部的接合形状方式1、斜面接合（1）、斜面接合的特点：该接合是利用斜面以达到完全的面接合。
由于可获得均一的热能及较大的焊接面积，故焊接强度高，气密性好。
（2）、斜面接合设计时的注意事项•接合部的倾斜角度越大则焊接面积也就越大，但由于结合面不易产生滑动，故需要较大的能源。
另一方面，当倾斜角为锐角时，在焊接时会形成压入状态，并因打开接合部而引起变形、降低了融化密合性等，有可能引起不良问题的发生。
在设计是我们必须考虑到成型品的厚度，一般成品厚度应设定在30～60的范围内。
•将要进行焊接的二个成型品在组合时，确定纵向与横向的焊接深度是尤为重要的。
虽然所设定的尺寸会因使用塑料的等级与性能要求而异，但纵向与横向的设定标准则为0.4～0.7mm左右。
•为了确保焊接时嵌接状态的稳定性，尽可能地将接合部设计的大一点。
实际上成型品的间隙设计的大则不会发生晃荡，且不能有压入。
单侧设定为0.05mm左右为最佳。
•为了达到焊接后的制品尺寸（进入量）的稳定，必须设有浇口塞。
设定位置为可软化焊接的位置。
•若想防止在焊接时发生融化飞边时，最好能设有飞边滞留。
（3）、斜面接合设计案例，以及该接合形状的焊接强度例。
2、逐次接合（1）、逐次接合的特点：属于剪切焊接，由振动方向的面接触结合部获得均一的热量，其气密性、焊接强度都十分良好。
但是，焊接后所产生的飞边会滞留在表面，特别是不允许有飞边产生时，一定要注意。
（2）、逐次接合设计时的注意事项•接合部倾斜角度的考虑方法斜面接合一样。
同时也要考虑到成型品的厚度，我们希望设定在40～50的范围内。
•焊接深度含倾斜部分的设定一般为纵向1.0～1.2mm，横向0.3～0.5mm左右。
当纵向的焊接深度发生变化时其焊接强度也会发生变化，焊接量过大的话在焊接时容易产生飞边，由此引发出破裂、气密不良等问题。
超声波探伤焊接实训报告
一、实训目的1. 了解超声波探伤的基本原理、设备、操作方法及检测标准；2. 掌握超声波探伤在焊接质量检测中的应用；3. 提高焊接质量，确保产品安全可靠。
二、实训设备与材料1. 超声波探伤仪：CTS-22型2. 探头：2.5P1016K2.53. 试块：RB-24. 被检测材料：Q345钢三、实训过程1. 熟悉超声波探伤仪首先，我们学习了超声波探伤仪的基本结构、工作原理、操作方法及注意事项。
超声波探伤仪主要由发射器、接收器、显示器、控制单元等组成。
在实训过程中，我们了解了各个部件的功能及操作方法，并进行了实际操作。
2. 掌握超声波探伤操作（1）将被检测材料放置在试块上，确保耦合良好；（2）调整探伤仪的参数，如探头频率、灵敏度、扫描速度等；（3）在探伤仪上设置合适的检测速度，确保探伤过程中探头与被检测材料的相对速度；（4）按照检测标准，对被检测材料进行扫描，观察示波屏上的波形，分析缺陷；（5）记录检测结果，对缺陷进行标注。
3. 超声波探伤在焊接质量检测中的应用（1）检测焊缝：通过超声波探伤可以检测焊缝中的各种缺陷，如气孔、夹渣、裂纹等，确保焊缝质量；（2）检测焊缝热影响区：可以检测焊缝热影响区中的缺陷，如裂纹、未熔合等；（3）检测材料内部缺陷：可以检测材料内部缺陷，如夹杂物、空洞等。
四、实训成果与分析1. 通过实训，我们掌握了超声波探伤的基本原理、设备操作及检测标准；2. 学会了如何根据检测波形分析缺陷，提高了焊接质量；3. 发现了被检测材料中的部分缺陷，如气孔、夹渣、裂纹等，为后续的焊接工艺改进提供了依据。
五、实训心得体会1. 超声波探伤技术在焊接质量检测中具有重要意义，可以提高焊接质量，确保产品安全可靠；2. 掌握超声波探伤操作方法及检测标准，是焊接专业学生必备的技能；3. 在实训过程中，要注重细节，严格按照检测标准进行操作，确保检测结果准确；4. 超声波探伤技术在实际生产中的应用非常广泛，我们需要不断学习、实践，提高自己的专业技能。
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。
超声波焊接机设计方案
超声波焊接机设计方案一、引言在现代制造业中，焊接技术被广泛应用于各个领域，其中超声波焊接技术因其高效、节能、无污染等优点而备受关注。
本文将提出一种超声波焊接机的设计方案，旨在实现高质量的焊接效果，提高生产效益。
二、设计目标1. 提高焊接效率：减少焊接时间，提高生产效率。
2. 确保焊接质量：保证焊接接头的强度和牢固性。
3. 降低能量消耗：采用节能的设计方案，减少能源消耗。
4. 提高操作便捷性：简化机器操作流程，减少操作人员的技术要求。
三、设计内容1. 设备结构设计超声波焊接机主要由超声波振动系统、焊接头、焊接压力系统和控制系统四个主要部分组成。
整体结构应稳固，确保焊接时不发生震动，同时尽量减少噪音对操作人员的影响。
各个部件之间的连接采用高强度的螺纹或焊接方式，以确保焊接机的稳定性。
2. 超声波振动系统设计超声波振动系统是超声波焊接机的核心部件，其设计关乎到焊接效果和质量。
为了提高焊接效率，应选用高频率的超声波振动系统，一般在20kHz到40kHz之间。
同时，振动系统的附件如换能器和焊接头应采用高性能的材料，以提高换能效率和焊接质量。
3. 焊接头设计焊接头是超声波焊接的关键部件，其结构设计直接影响到焊接质量。
焊接头应根据被焊接材料的特性进行设计，确保焊接面积均匀，焊缝牢固。
此外，焊接头的几何形状和角度也会影响焊接质量，应根据具体需求进行合理设计。
4. 焊接压力系统设计焊接压力是超声波焊接的重要参数，对焊接质量起着关键作用。
焊接压力系统应能够提供稳定的焊接压力，同时具备控制焊接头合适压力的能力。
为了减小焊接过程中的振动和噪音，焊接压力应呈现均匀的分布。
5. 控制系统设计控制系统是超声波焊接机的大脑，负责监控和控制整个焊接过程。
设计控制系统时，应考虑到操作的简便性和灵活性，提供丰富的参数调节和设定功能。
同时，控制系统应具备实时监测和反馈功能，及时发现并纠正焊接过程中的异常。
四、设计优势1. 高效节能：超声波焊接机的设计方案能够提高焊接速度，减少能源消耗，实现高效节能的焊接过程。
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。
超声波焊接技术
优点： 能耗低 焊件划痕少 循环周期短
缺点：
某些材料 的焊接强 度有限 存在溢料
适合无定型聚合 物（易于达到一 定的密封性）
适合半结晶型聚 合物
工件接合面的设计－能量聚焦器
能量聚焦型－级式结合
优点： 得到一个 十分坚固 及不易察 觉之接合 面
缺点： 存在溢料
能量聚焦器－舌糟吻合式接合面
优点： 防止内外 部溢料 焊接牢固
优点： 焊接面不易察觉
缺点： 焊接强度相对差
凸缘剪口－产品设计实例
密封圈 镜片
SUNX DA700 FRAME-LENS
熔接线痕迹
零件的设计注意点
近场－远场
近场焊接的效果要优于远场焊接，远场焊接需要比近场焊接需要更高 的振幅，更长的焊接时间，更大的施加压力才能够达到与近场同等的 焊接效果。远场适合于无定型聚合物
五种铆钉结构设计-铆椿
≥ｍｍ
五种铆钉结构设计-圆顶铆
2D
铆钉尺寸小于ｍｍ 适合含玻纤树脂
五种铆钉结构设计-中空铆
铆钉设计大于或等于4ｍｍ 防止铆钉表面下沉或者空心
降低了焊接时间 需修理此处时，方便去除铆接部位，用螺钉再联接
五种铆钉结构设计-节铆
装配简单加工快速 无需注重外观性，铆后尺寸形状等没有精确要求
五种铆钉结构设计-齐平铆
铆后表面不能有凸起，外观需求
埋插
是将金属元件嵌入到塑料件中的装配形式
嵌插工件之方法通常应用于嵌插金属工件进入塑胶工件中。容纳插件之孔位,通常比 插件之外围尺寸细,须将高频能量输入插件及利用压力将插件插入塑胶工件中,或将 高频能量输入塑胶工件而利用压力将塑胶工件套进插件。当插件与塑胶孔磨擦时,便 会产生热能而使插件易于压入，当高频能量消失时,工件便会定形，插入件便会牢固 在塑胶工件内
超声波点焊方法及工艺
点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。
双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。
典型的双面点焊方式如图11-5所示。
图中a是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。
图中b表示用大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。
常用于装饰性面板的点焊。
图中c为同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致。
图中d为采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免c的不足。
单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式如图11-6所示，图中a为单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。
图中b为无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。
图中C有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成风流。
为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。
图中d为当两焊点的间距l很大时，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A，与电极同时压紧在工件上。
在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。
这时可采用由一个变压器供电，各对电极轮流压住工件的型式（图11-7a),也可采用各对电极均由单独的变压器供电，全部电极同时压住工件的型式（图11-7b).后一型式具有较多优点，应用也较广泛。
其优点有：各变压器可以安置得离所联电极最近，因而。
其功率及尺寸能显著减小；各个焊点的工艺参数可以单独调节；全部焊点可以同时焊接、生产率高；全部电极同时压住工件，可减少变形；多台变压器同时通电，能保证三相负荷平衡。
二、点焊工艺参数选择通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取，首先确定电极的端面形状和尺寸。
其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经检查熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。
焊缝超声波检测报告
试块型号：CSK-lA、RB-1、RB-2
探测面：单面双侧
耦合补偿：3dB
耦合剂：工业浆糊
扫查灵敏度：DAC-20dB
扫描调节：深度 1:1
检测环境影响：无电磁、噪声及振动干扰
检测时机：焊后24小时
技术
要求
检测标准：GB11345-15 合格级别：B级Ⅰ级
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合格
7
MR3-1
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合格
8
MR3-2
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合格
9
R1-1
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合格
10
R1-2
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合格
11
R1-3
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合格
12
R1-4
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合格
13
S2Z
MR1-1
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合格
14
MR1-2
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零部件 编号
焊缝编号
缺陷
位置
（mm）
深 度（mm）
测 长（mm）
波幅
SL±dB
评 定
备 注
1
MX8Z
S3Z
MR1-1
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合格
2
MR1-2
超声波焊接过程确认方案
第A版第0次修改编号：超声波焊接工艺过程确认方案起草/日期:审核/日期:批准/日期:超声波焊接接过程确认方案1目的本方案的目的在于对本公司一次性使用喉罩气罩导管（以下简称'喉罩'）产品超声波焊接过程确认，以确保能提供安全有效的焊接工艺。
2范围2.1设备：本次验证确认的设备为超声波焊接机，型号为XXXX,内部设备编号为XXX。
2.2材料：本次确认使用的材料为喉罩产品的通气管及气囊，材料均为硅橡胶，焊接性良好。
2.3本次确认过程由三部分组成：2.3.1安装确认（IQ）：确认设备（水、电、气系统）安装使用的环境要求、人员要求；2.3.2运行确认（0Q）：运行设备至行程极限，确保设备满足生产使用要求并对产品的焊接参数进行筛选。
2.3.3性能确认（PQ）：对满足使用要求的焊接参数进行小批量试生产，确保焊接参数能够满足日常生产需求保证产品质量。
2.4工作原理及结构：2.4.1超声波焊接机是一种固相焊接机,熔件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的；2.4.2超声波焊接机主要由机架、换能系统、机头、超声波发生器、程序控制器等主要部件组成；2.4.3超声波焊接机是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15KHZ、20KHZ.35KHZ千赫兹的高频信号，通过环能系统，把信号转换成高频机振动，与气压同时加于塑料制品工件上，通过工件表面及内在分子间的摩擦而使传输到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的焊点时，使工件接口迅速熔化，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，便达到完美的焊接。
2.5焊接过程机器安装后，按照使用说明书安装使用机器，在设定的参数条件下进行超声波焊接工作，使通气管和气囊焊接在一起。
本次确认过程将通过调整主要工艺参数的范围设定,进行比较超声波焊接后的外观、强度及熔接效果，寻找最合适的参数范围。
根据厂家的指导文件，主要对延迟时间、焊接时间、硬化时间进行参数验证。
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定超声波焊接的工艺参数设定包括超声波焊接功率、超声波频率、超声波振幅、超声波焊接压力、超声波焊接时间等。
I.超声波的频率超声波焊接的工作频率通常在15-40kHz对低频反应较差的材料，如PvC PE等可以使用高频进行焊接，这可以减少对材料的损坏。
高频的超声波能量传递集中，对于一些精细的零部件可以使用高频的超声波进行焊接。
超声波焊接时，由于负载的变化会造成超声波设备的失谐现象，使焊接强度下强。
一般情况下，焊接机的工作频率确定后，需要保持声学系保持谐振。
下面的方程可以描述超声波的功率：P=Snv2A 3 / n =4usaf式中P超声功率；F静压力;S焊点面积;v相对速度;A振幅；1 一摩擦因数;w为角频率;f为振动频率。
2•超声波振幅在较大的工作频率和振幅下进行焊接，可以减少焊接时问，提高工作效率。
对于不同的材料都存在一个最佳的焊接振幅如表I所示。
超声波焊接20 im的振幅较小，通常建议使用40 im 的振幅，因为过大的振幅常会使超声波电源疲劳损坏，所以超声波的振幅要求与超声波电源匹配一致。
3. 超声波焊接时间焊接时间指焊接过程中发出超声波能量的时间。
焊接时间过短，能量不够,并不能造成可靠的焊接结。
随着焊接时间的增加，能使焊件吸收更多的能量，焊接面的温度会提高，焊合面积也会增大，焊接熔深增加，这样焊接强度也会增加［22-24］。
然而，过长的焊接时间，会导致焊接位置材料熔化过多并造成较多的溢料。
这些熔料在焊合区域流动是有方向性的，所以过多的熔料流动会造成强度的下降。
另外，过长的焊接时间会造成焊件温度过高，造成焊件烧化和降解，使焊件表面造成焊痕，造成过焊,使强度下降。
焊接时间过长，能量过多会造成熔化层温度过高，被焊塑料变色、分解、脆化；而且焊接边缘应力集中，焊接表面出现压痕。
所以为了得到较高的焊接强度，必须要选择合适的超声波焊接时间，过短和过长都会造成焊接强度的下降。
4. 超声波焊接压力超声波焊接压力是指焊接过程中，焊头施加到焊件上的静压力，通过静压力的施加向焊件传递超声波能量。
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。
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报告名称：超声波焊接机IQ确认方案和报告
设备型号：KEB-1526 设备编号：FH-SB005
方案编号：EQP-ED-003 版本号：01
1. 目的Objective
证明超声波焊接机，型号：KEB-1526,编号:FH-SB005的安装符合公司规范及供应商的建议。
2. 设备描述
该超声波焊接机设备工作原理是利用工件接合面间高频率振动摩擦，使分子间急速产生热量，此
时热量足够熔化工件时，停止发振，通过空气压力，使其凝固成型，达到焊接目的;
3.职责Responsibility
4. IQ确认内容
4.1 设备信息确认
4.1.1 验证目的：检查设备是否满足采购要求
4.1.2 验证依据：合同
4.1.3 验证方法：核实设备相关资料
4.1.4 验证内容：
验证结果
确认人/日期：复核人/日期：
4.2设备资料检查
4.2.1验证目的：检查设备是否满足合同内的要求，文件完整性等
4.2.2 验证依据：合同、供应商的随机文件
4.2.3 验证方法：核实设备相关资料
4.2.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.3 安装环境条件确认
4.3.1 验证目的：确认设备工作环境的符合性
4.3.2 验证依据：
➢JGJ71-90 《洁净室室验收及验收规范》;
➢GB50073-2001《洁净厂房设计规范》;
➢YY0033:2000《无菌医疗器具生产管理规范》
4.3.3 验证方法：
4.3.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.4 计量器具校准确认
4.4.1 验证目的：确认设备附属量具均经过校验并在有效期内
4.4.2 验证依据：设备附属量具校验证书
4.4.3 验证方法：目视
4.4.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.5 设备安装及公共系统连接确认
4.5.1 验证目的：确保设备安装准确
4.5.2 验证依据：按照图纸及说明书
4.5.3 验证方法：测量并确认
4.5.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.6 设备安全确认
4.6.1 验证目的：确保设备安全装置有效
4.6.2 验证依据：参照说明书
4.6.3 验证方法：运行并确认
4.6.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.7 设备开关机确认
4.7.1 验证目的：确保设备开关机有效
4.7.2 验证依据：参照说明书
4.7.3 验证方法：运行并确认
4.7.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.8设备报警确认
NA
4.9设备参数及功能确认
4.9.1 验证目的：确保设备参数及功能符合要求
4.9.2 验证依据：参照说明书
4.9.3 验证方法：运行并确认
4.9.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：4.10 设备软件确认
NA
4.11 设备试运行确认
4.11.1 验证目的：确保设备及相关辅助设备能够正常使用
4.11.2 验证依据：按照设备验收规定
4.11.3 验证方法：目视，能够正常运转，满足生产需求
4.11.4 验证内容：
验证结果：
确认人/日期：复核人/日期：5.验证结果
6. 结论：
凯尔博超声波焊接机设备，型号KEB-1526, 该设备安装符合供应商及我公司的要求，IQ确认通过。
7. 报告批准：。