超声波焊接
超声波焊接法
超声波焊接法
超声波焊接是一种利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面,在加压的情况下,使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合的焊接方法。
超声波焊接具有以下优点:
1.熔合强度高,适用于多种塑料焊接,同时还能大大增强焊缝的机械性能;
2.工作效率高,相比于其他焊接方法,超声波焊接的速度更快;
3.对环境污染小,因为整个焊接过程不需要任何辅助剂、焊剂或者气体。
然而,超声波焊接也存在一些缺点:
1.需要对焊头施加压力,导致设备较复杂且维修成本较高;
2.需要焊头传递超声波能量到产品,产品会轻微压痕。
在具体操作过程中,有以下几点注意事项:
1.在熔接法中,通过超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶
的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合,焊接强度可与本体媲美。
此外,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密的效果;
2.在埋植法中,通过焊头之传道及适当之压力,瞬间将金属零件(如螺母、
螺杆等)挤入预留入塑胶孔内,固定在一定深度。
完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度;
3.在成型法中,该方法与铆焊法类似,将凹状的焊头压着于塑胶品外圈,焊
头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定。
总的来说,超声波焊接法是一种有效的塑料焊接方法,它利用了超声波的高频振动来传递能量,使得两个塑料的表面能够迅速地熔合在一起。
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
超声波焊接超声波焊接是一种应用超声波技术进行焊接的方法,它具有高效、可靠、环保等特点,广泛应用于工业生产中。
本文将从超声波焊接的原理、设备、应用领域以及优势等方面进行介绍。
超声波焊接是利用超声波振动产生的能量实现焊接材料的熔接。
超声波是一种频率超过人耳能听到的声音的机械波,其频率一般在20kHz到70kHz之间。
超声波焊接的原理主要是利用超声波振动使材料分子的间距变小,从而产生高温高压的效果,促使材料发生熔接现象。
在焊接过程中,超声波振动会穿透至焊材表面,使接触部分的温度升高,然后通过适当的加压使材料熔化并熔接在一起,最终形成焊接接头。
超声波焊接设备主要由超声波振动系统、机械系统和电气系统组成。
超声波振动系统是超声波焊接的核心部分,它由发声器和承载器组成。
发声器是将电能转化为机械振动的装置,承载器则是将振动传递给焊接件的装置。
机械系统主要包括焊接头、压力机构等部分,用于在焊接过程中施加适当的压力。
电气系统则提供了超声波发生器、控制电路、传感器等设备,用于控制焊接过程的各个参数。
超声波焊接在工业生产中有着广泛的应用。
它可以焊接各种金属材料,如铝、铜、钢等,也可以焊接塑料和纺织品等非金属材料。
超声波焊接常被运用在汽车制造、电子设备生产、包装行业等领域。
例如,在汽车制造中,超声波焊接被应用于制造车灯、排气管和电池等零部件;在电子设备生产中,它被用于焊接电子元件和连接导线等;在包装行业中,超声波焊接可用于封口、划线和熔接等工作。
超声波焊接具有许多优势。
首先,它的焊接速度快,能够在短时间内完成焊接工作,提高生产效率。
其次,超声波焊接的焊接接头牢固可靠,具有较高的拉伸强度和密封性能。
再次,它适用于焊接的材料种类广泛,包括金属、塑料和纺织品等。
此外,超声波焊接过程不需要使用焊接剂和填料,所以它是一种环保、无污染的焊接方法。
总结起来,超声波焊接是一种高效、可靠、环保的焊接方法,广泛应用于多个行业中。
随着技术的不断进步,超声波焊接设备的性能和效果也在不断提高,为我们的生产和生活带来了许多便利和效益。
超声波焊接机的原理
超声波焊接机的原理简介超声波焊接是一种常见的非热焊接方法,它利用超声波振动来实现材料的连接。
超声波焊接机以其高效、环保、无公害的特点,在多个领域有广泛应用。
本文将深入探讨超声波焊接机的原理。
超声波焊接原理概述超声波焊接机的工作原理是利用超声波振动产生的热能,将工件的接触面材料加热到熔点,然后施加一定的压力,使两个接触面材料迅速融合在一起。
超声波振动系统超声波振动系统是超声波焊接机的核心部件,它由发生器、换能器和振动工具组成。
发生器产生高频的电信号,通过换能器将电能转换为机械振动,并传递到振动工具上实现焊接过程中的振动。
发生器发生器是超声波焊接机的电源设备,负责产生高频的电信号。
它的主要功能是将低频的电能转换为高频的电能。
发生器的频率通常在20kHz至70kHz之间,具体频率取决于焊接材料的特性和焊接要求。
换能器换能器是将发生器产生的高频电信号转换为机械振动的装置。
它由压电陶瓷材料制成,该材料在电场刺激下表现出机械振动的特性。
换能器的设计与工作频率密切相关,通过选择适当的换能器可以实现不同频率范围内的振动。
振动工具振动工具是通过换能器传递振动的部件,它通常是接近焊接材料的一端,负责传递振动能量到工件上。
振动工具的形状和尺寸根据焊接要求的不同而有所变化。
超声波焊接过程超声波焊接过程主要包括工件的准备、焊接面的配合、焊接条件的选择、焊接过程的控制等几个关键步骤。
下面将详细介绍超声波焊接的具体过程。
工件准备在超声波焊接前,首先需要对要连接的工件进行准备。
这包括去除工件表面的油污和杂质,确保焊接接触面的清洁和平整。
同时,需要对工件进行合适的定位和夹紧,以确保焊接位置和焊接压力的准确控制。
焊接面配合焊接面配合是指将要焊接的两个工件的接触面密切贴合在一起。
为了保证焊接的质量,需要对焊接面加工,通常采用切割、冲孔等方式进行。
焊接面的配合质量直接影响到焊后连接的强度和密封性。
焊接条件选择在超声波焊接过程中,根据工件的材料特性和焊接要求的不同,需要选择合适的焊接条件。
超声波焊接等级划分
超声波焊接等级划分一、一级超声波焊接一级超声波焊接是最基本的等级,焊接质量较低。
在一级超声波焊接中,焊接接头的强度和气密性较差,容易出现焊接不牢固的情况。
因此,一级超声波焊接通常应用于对焊接质量要求不高的场景,如一些非关键零部件的生产。
二、二级超声波焊接二级超声波焊接的焊接质量相对较高。
在二级超声波焊接中,焊接接头的强度和气密性较一级焊接有所提高,焊接质量更加可靠。
二级超声波焊接常应用于对焊接质量要求较高的场景,如电子设备、汽车零部件等的生产。
三、三级超声波焊接三级超声波焊接是最高等级的焊接技术,焊接质量最好。
在三级超声波焊接中,焊接接头的强度和气密性达到最高水平,焊接质量非常可靠。
三级超声波焊接通常应用于对焊接质量要求极高的场景,如航空航天领域、医疗器械等的生产。
超声波焊接等级的划分主要根据焊接接头的强度和气密性来确定。
随着等级的提高,焊接接头的强度和气密性也会相应提高,焊接质量更加可靠。
因此,在实际应用中,根据产品的具体要求和使用环境,选择合适的超声波焊接等级非常重要。
除了焊接接头的强度和气密性外,超声波焊接还具有许多其他优点。
首先,超声波焊接可以实现无损焊接,不会对焊接接头和周围材料造成热损伤。
其次,超声波焊接速度快,效率高,能够大幅度提高生产效率。
此外,超声波焊接还可以焊接不同类型的材料,具有较好的适用性。
超声波焊接是一种重要的焊接技术,根据焊接质量要求的不同可以划分为不同的等级。
每个等级的超声波焊接都有其特点和应用场景,选择合适的等级对于保证焊接质量至关重要。
随着技术的不断发展,相信超声波焊接在工业生产中的应用会越来越广泛。
超声波焊接技术PPT课件.ppt
焊头接触
耦合面
太小
正确
不正确
焊头接触
增加法兰以便焊头 直接位于焊接区域 上
超声波模具設計和应用对焊接效 果産生什庅作用
?
• 換能器 • 調幅器 • 焊头 • 底座
模具技术
压电陶瓷
H H
通电前
通电后
标准振幅
可能损坏的原因
✓ 横向振动 ✓过热 ✓撞击 ✓焊头频率相差大 ✓不適當調幅器
什么是调幅器 ?
剪切接口的局限
需要紧密公差 需要刚性侧壁支撑 零件尺寸 不规则外形
塑膠件焊接線設計外,還需要考 慮其它因素吗
?
其它设计考虑因素
尖角 孔洞和弯曲 附加物 振动膜 焊头接触
尖角
避免
推荐
孔洞和弯曲
焊头
空洞
潜在的焊接盲区
半结晶型树脂
无定型树 脂
附加物
焊头
潜在的裂纹点
附加物
振动膜
焊接时间改小 振幅加大或减小 Amplitude ProfilingTM 焊头中心柱塞 内壁加厚 内部支撑筋
调幅器是铝合金或钛合金材料制成的一 个半波长共振部分。它安置于换能器和焊头 之间,调节传递至焊头的振动幅度。
调幅器的增益
1:0.6
1:1
1:1.5
1:2.0
1:2.5
1:0.6
1:1
1:1.5
1:2.0
能量 = 功率 X 时间
功率因素
力
X
速率
力可以改变
速率因素
压强
下降速率
频率 X 振幅
负 载
黑色 银色
压力
金色
无调幅 器
如何选择调幅器
• 可咨询本公司应用部 • 超声焊头有其相应的调幅器增益极限 • 工件塑膠特性,面積大少,形狀------振幅 • 应用之種類---铆焊,点焊,嵌插焊等
超声波焊接应用场景
超声波焊接应用场景
超声波焊接是一种利用超声波振动产生的热能将物体进行连接的技术。
它在多个领域有着广泛的应用,以下是一些超声波焊接的应用场景。
1. 汽车制造业:超声波焊接可以用于汽车制造业中的零部件连接,例如汽车灯罩、仪表盘、车门板等。
超声波焊接可以快速、准确地将这些零部件连接在一起,保证连接的强度和密封性。
2. 医疗器械制造:超声波焊接在医疗器械制造中有着重要的应用。
例如,超声波焊接可以用于制造各种医用塑料容器,如输液瓶、血袋等。
超声波焊接可以确保容器的密封性和抗压性能,从而保证医疗器械的安全性和可靠性。
3. 电子产品制造:超声波焊接在电子产品制造中也有着广泛的应用。
例如,超声波焊接可以用于手机、电视、电脑等电子产品的组装。
通过超声波焊接,可以将电子元件连接在一起,确保电子产品的稳定性和可靠性。
4. 塑料制品制造:超声波焊接在塑料制品制造中起着重要的作用。
例如,超声波焊接可以用于制造塑料管道、塑料容器、塑料玩具等。
超声波焊接可以快速、高效地连接塑料制品,确保连接的牢固性和密封性。
5. 包装行业:超声波焊接在包装行业中有着广泛的应用。
例如,超
声波焊接可以用于制造塑料包装袋、封口袋等。
通过超声波焊接,可以将塑料薄膜连接在一起,形成牢固的封口,保持包装的完整性和密封性。
总的来说,超声波焊接在多个领域都有着重要的应用。
它可以快速、高效地将物体连接在一起,确保连接的强度和密封性。
超声波焊接技术的应用不仅提高了生产效率,还提高了产品的质量和可靠性。
超声波焊接检验标准
超声波焊接检验标准超声波焊接是一种常见的金属焊接方法,通过超声波的振动作用于焊接材料,实现焊接的目的。
在实际应用中,对超声波焊接的质量进行检验是非常重要的,只有通过严格的检验标准,才能确保焊接接头的质量和可靠性。
因此,本文将围绕超声波焊接检验标准展开讨论。
首先,超声波焊接的检验标准包括焊接接头的外观质量、焊接强度、焊接密封性等多个方面。
在进行外观质量检验时,需要检查焊接接头的表面是否平整,是否存在气孔、裂纹等缺陷,以及焊接位置是否正确。
而在进行焊接强度检验时,需要通过拉力试验、剪切试验等方法,来检测焊接接头的强度是否符合要求。
此外,焊接接头的密封性也是需要进行检验的重要指标,可以通过气密性测试、压力测试等手段来进行检测。
其次,超声波焊接的检验标准还需考虑不同材料的焊接特性和要求。
对于不同材料的超声波焊接,其检验标准可能会有所不同。
例如,对于金属材料的超声波焊接,需要重点考虑焊接接头的强度和密封性;而对于塑料材料的超声波焊接,则需要重点考虑焊接接头的牢固度和外观质量。
因此,在制定超声波焊接检验标准时,需要充分考虑不同材料的特性和要求,以确保检验的全面性和准确性。
另外,超声波焊接的检验标准还需要考虑焊接设备和工艺参数的影响。
焊接设备的性能和工艺参数的选择对焊接接头的质量有着重要影响。
因此,在进行超声波焊接检验时,需要充分考虑焊接设备的性能指标和工艺参数的选择是否符合要求,以确保焊接接头的质量和可靠性。
总之,超声波焊接的检验标准是确保焊接接头质量的重要保障,只有严格遵循检验标准,才能确保焊接接头的质量和可靠性。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况制定相应的检验标准,并通过严格的检验手段来确保焊接接头的质量符合要求。
希望本文对超声波焊接的检验标准有所帮助,谢谢阅读!。
超声波焊接的原理
超声波焊接的原理
超声波焊接是一种高效、精确的焊接技术,它利用超声波的振动能量将两个或多个材料加热并融合在一起。
这种焊接技术广泛应用于汽车、电子、医疗、食品和包装等行业。
超声波焊接的原理是利用超声波振动器将高频振动能量传递到焊接部位,使材料表面产生高频振动,从而产生热能。
当材料表面温度升高到熔点时,材料开始融化并形成焊缝。
焊接完成后,焊缝冷却并形成牢固的焊接。
超声波焊接的优点是焊接速度快、焊接质量高、无需使用焊接剂、无污染、无需后处理等。
它可以焊接各种材料,包括金属、塑料、陶瓷、玻璃等。
此外,超声波焊接还可以实现多点焊接、连续焊接和自动化生产。
超声波焊接的应用非常广泛。
在汽车行业中,它可以用于焊接汽车零部件,如车灯、仪表盘、空调出风口等。
在电子行业中,它可以用于焊接电子元件,如电池、电路板、手机壳等。
在医疗行业中,它可以用于焊接医疗器械,如注射器、输液器、手术器械等。
在食品和包装行业中,它可以用于焊接食品包装袋、饮料瓶盖等。
超声波焊接是一种高效、精确、环保的焊接技术,它在各个行业中都有广泛的应用。
随着科技的不断发展,超声波焊接技术将会越来越成熟,为各行各业的生产带来更多的便利和效益。
超声波焊
图1超声波焊的原理
1—发生器;2—换能器;3—传振杆; 4—聚能器;5—耦合器;6—静载荷; 7—上声极;8—焊件;9—下声极; F—静压力;v1—纵向振动方向; v2—弯曲振动方向
2.1、超声波的分类
根据接头形式分类:超声 波焊可分为点焊、缝焊、 环焊和线焊等。 不同类型的超声波焊得到 的焊缝形状不同,分别为 焊点、密封连续焊缝、环 焊缝和平直连续焊缝。 【1】点焊 根据能量传递方式,点焊 可分为单侧式和双侧式两 类。
3.2、超声波焊接工艺
3.2.1 接头设计 超声波焊接的接头目前只限于搭接一种形式。考虑 到焊接过程母材不发生熔化,焊点不受过大压力, 也没有电流分流等问题,设计焊点的点距s、边距e 、和行距r等参数。
1、边距e 电阻点焊时为了防止熔合溢出而要求 e>6δ (δ为板厚)。超声波点焊不受此限制,可以比 它小,只要声极不压碎或穿破薄板的边缘,就采用 最小的e,节省母材,减轻质量。
点焊机
当超声振动能量只通过 上声极导入时为单侧式 点焊;
分别从上、下声极导入
时为双侧式点焊。目前 应用最广泛的是单侧导 入式超声波点焊。
图2 超声波点焊的能量系统类型 1—静压力 2—上声极 3—焊件 4—下声极 V—振动方向
根据上声极的振动情 况,点焊分为纵向振 动式、弯曲振动式和 介于两者之间的轻型 弯曲振动式。 纵向振动系统主要用于 小功率超声波焊机, 弯曲振动系统主要用 于大功率超声波焊机 ,而轻型弯曲振动系 统适用于中小功率的 超声波焊机。
1.2、超声波的原理
超声波焊接时既不向焊件输送电流,也不向焊件 引入高温热源,只是在静压力作用下将弹性振动 能量转变为焊件间的摩擦功、变形能及随后有限 的温升。接头之间的冶金结合是在母材不发生熔 化的情况下实现的,因而是一种固态焊接方法。 超声波焊接的原理如下:
超声波焊接原理
超声波焊接原理
超声波焊接是利用超声波的机械振动能量将两个物体通过牢固的结合形成一体的焊接技术。
其原理基于以下几个步骤:
1. 超声波的产生:通过超声波发生器产生高频电信号,再通过换能器将电能转换为机械振动能量。
2. 超声波的传导:超声波能量通过变幅器和共振体传导到焊接头部。
变幅器增幅电信号,使其振幅达到数十微米,共振体能够将信号传导到焊接头。
3. 介质的作用:焊接头部和物体表面之间加入一层介质,常用的有液体或者薄膜。
介质的作用是传递超声波能量并提供均匀的压力。
4. 界面振动:超声波通过介质传导到物体表面后,产生机械振动。
由于介质和物体表面的分子间力的相互作用,界面处的分子开始随着超声波振动。
5. 界面松动:随着界面分子的振动,分子之间的键开始松动,使得两个物体表面之间的间隙变大。
6. 摩擦发热:由于振动引起的分子间摩擦,界面处的温度迅速上升,松动的分子逐渐进一步松动。
7. 塑性变形:随着温度上升,物体表面的塑性材料开始软化,界面的表面变得粘性。
这使得两个物体表面更容易接触并形成
定位。
8. 冷却固化:当超声波停止传递时,焊接头部冷却并逐渐固化,使得两个物体牢固地连接在一起。
超声波焊接利用超声波的振动能量和摩擦发热将物体表面加热、软化并连接在一起。
其具有焊接速度快、能量消耗低、连接牢固可靠等优点,广泛应用于汽车、电子、医疗器械等行业。
超声波焊
超声波焊是一种快捷,干净,有效的装配工艺,用来装配处理热塑性朔料配件,及一些合成构件的方法。
目前被运用的朔胶制品与之间的粘结,朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结!它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术!超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果一、超声波的优点:1,节能2,无需装备散烟散热的通风装置3,成本低,效率高4,容易实现自动化生产!目前工厂常用的超声波焊接机二、超声波焊接机的工作原理!超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能,供应给转换器。
转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能,调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。
焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置!!振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化,振动会在熔融状态物质到达其介面时停止,短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键,整个周期通常是不到一秒种便完成,但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!三、超声波焊接的应用领域目前被运用的朔胶制品与之间的粘结,朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结!四、超声波焊接的工艺焊接:指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。
当超音停止振动时,固体材料熔化,完成焊接。
其接合点强度接近一整块的连生材料,只要产品的接合面设计得匹配,完全密封是绝对没有什么问题的,碟合:熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。
嵌入:将一个金属元件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高,成型周期短安装快速的优点!!类似于模具设计中的嵌件!弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。
这种方式的优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。
点悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。
超声波焊接工作原理
超声波焊接工作原理
超声波焊接是一种利用超声波在材料界面产生剧烈摩擦热而实现焊接的方法。
其工作原理如下:
1. 超声波发生器产生超声波:超声波是指频率高于20kHz的
机械波,通常使用频率在20kHz-60kHz之间的超声波。
2. 超声波通过换能器传递:超声波发生器会将电能转化为机械振动能,通过换能器将振动能传递到工作头部。
3. 工作头部振动:工作头部内部有一个振子,接受到换能器传递的振动能后开始振动,并将振动能传递到焊接接触面。
4. 材料剧烈摩擦热产生:当工作头部与焊接接触面接触时,因为接触面之间有些微的间隙,工作头部的振动会引起接触面的高频摩擦运动,从而产生摩擦热。
5. 材料局部软化:由于摩擦热的作用,接触面的局部区域会被加热到临界温度以上,使得材料表面局部软化,形成塑性流动层。
6. 塑性流动层的形成:当达到一定程度的软化温度时,材料表面就会形成塑性流动层,这层材料具有一定程度的流动性。
7. 熔汇与结合:在两接触面产生摩擦热的作用下,塑性流动层流向工件内部,使得两材料的表面粘接在一起,形成焊接接头。
总结来说,超声波焊接是通过超声波产生高频振动,通过振动产生的摩擦热使材料局部软化形成塑性流动层,最终实现两材料的粘接。
这种焊接方法具有快速、高效、无污染等优点,在各种行业中得到广泛应用。
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接是一种利用超声波振动来实现材料固态焊接的高新技术。
其原理是通过特殊的超声波振动系统将超声波能量传递到金属工件表面,使金属表面颗粒间的原子间距减小,从而实现金属原子间的扩散和结合,最终实现金属焊接的目的。
超声波金属焊接的原理主要包括以下几个方面:
1. 超声波振动系统:超声波金属焊接是通过超声波振动系统产生的超声波能量来实现的。
超声波振动系统通常包括发生器、换能器和焊接头。
发生器产生高频电信号,通过换能器将电信号转换成机械振动,最终通过焊接头将超声波能量传递到金属工件表面。
2. 超声波传递:超声波能量通过焊接头传递到金属工件表面后,会引起金属表面颗粒的微小振动,使金属表面颗粒间的原子间距减小。
这种微小振动会引起金属表面颗粒间的原子扩散,从而实现金属原子间的结合。
3. 金属原子扩散:金属表面颗粒间的原子扩散是超声波金属焊接的关键步骤。
在超声波作用下,金属表面颗粒间的原子会发生扩散运动,相互间的结合力得到增强,最终实现金属焊接。
4. 结合效果:通过超声波金属焊接,金属原子间的扩散和结合会形成均匀、牢固的焊接接头。
超声波焊接能够实现金属焊接接头的微
观结构调控,提高焊接接头的质量和强度。
超声波金属焊接具有焊接速度快、焊接接头质量高、焊接过程无污染等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
随着科技的不断发展,超声波金属焊接技术将会得到进一步完善和推广,为金属焊接领域带来新的发展机遇和挑战。
《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。
超声波焊接
对称性:
既是轴对称图形,又是中心对称图形。 1)对称轴:关于直线x=(π/2)+kπ,k∈Z对称 2)中心对称:关于点(kπ,0),k∈Z对称
区分热塑性塑料与热固性塑料
一、热塑性塑料
加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酪,聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯烃 及其共聚物、聚讽、聚苯醚,氯化聚醚等都是热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都 是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动.冷却变硬的过程 是物理变化。
表1 重要的无定形和部分结晶热塑性塑料 部分结晶热塑性塑料 无定形热塑性塑料
聚氯乙烯(PVC-U和PVC-P) 苯乙烯聚合物(PS、SB、SAN、ABS、ASA) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚碳酸酯(PC) 聚苯醚(PPE) 纤维素衍生物(CA、CAB、CP) 无定形聚酰胺(PA6-3-T) 聚砜(PUS) 聚醚砜(PES)
模具三维透视图
振动摩擦焊接系统模具
正弦函数
数学术语
正弦函数是三角函数的一种
锐角正弦函数的定义 在直角三角形ABC中,∠C等于90度,AB是斜边c,BC是∠A的对边a,AC是∠B的对 边b
正弦函数就是sin(A)=a/c
定义与定理
定义:对于任意一个实数x都对应着唯一的角(弧度制中等于这个实数),而这 个角又对应着唯一确定的正玄值sinx,这样,对于任意一个实数x都有唯一确定的值 sinx与它对应,按照这个对应法则所建立的函数,表示为y=sinx,叫做正弦函数。 定理:在一个三角形中,各边和它所对角的正弦的比相等,即 a/sinA=b/sinB=c/sinC
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。
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超声波焊接什么是超声波焊接?超声波焊是一种快捷,干净,有效的装配工艺,用来装配处理热塑性朔料配件,及一些合成构件的方法。
目前被运用的朔胶制品与之间的粘结,塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结!它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术!再说明一下,超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果超声波的优点:1,节能2,无需装备散烟散热的通风装置3,成本低,效率高4,容易实现自动化生产!接下来说明一下1,超声波焊接机的工作原理!超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能,供应给转换器。
转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能,调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。
焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置!!振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化,振动会在熔融状态物质到达其介面时停止,短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键,整个周期通常是不到一秒种便完成,但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!焊接:指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。
当超音停止振动时,固体材料熔化,完成焊接。
其接合点强度接近一整块的连生材料,只要产品的接合面设计得匹配,完全密封是绝对没有什么问题的,碟合:熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。
嵌入:将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高,成型周期短安装快速的优点!!类似于模具设计中的嵌件!弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。
这种方式的优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。
点悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。
点焊也能产生一个强有力的粘合构造,尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。
剪切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。
用这种方法密封的边缘不开裂,且没有毛边、卷边现象。
纺织品/胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。
它可对胶片实行紧压合,还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。
缝合的同时也起到了装饰的作用。
影响超音波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力,不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。
其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。
聚合物结构非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。
这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。
半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。
固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。
所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。
需要很高的能量(高熔化热度)才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。
所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备)才能取得超声波焊接的成功。
聚合物:热塑性与热固性将单体结合在一起的过程称为“聚合”。
聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。
热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。
热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的,再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化,所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。
熔化温度聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多.硬度(弹力系数)材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。
总的说来,愈硬的材料其传导力愈强。
经验分享!超声波熔接:以超声波频率振动的焊头,在预定的时间及压力下,磨擦生热,令塑胶接面相互熔合,既牢固,又方便快捷超声波埋插:由焊头送到金属及塑胶间的超声波震动,磨擦生热令塑胶接触面熔化,使金属椿挤入塑胶孔内。
超声波铆接,成形包覆:塑胶件上的梢子,通过金属件的孔,以高震幅焊头震动梢端,使其熔解,顺着焊头的接触面变为铆钉形状,将金属板铆住超声波点焊将两层塑胶板焊接,焊头中央的导梢以超波震动攒穿上层塑胶板,由于震动能产生离析,塑胶接面间接产生磨擦热,令两层塑胶板熔接。
针对所有的应用市场超音波焊接其特有的优点--快捷、高效、清洁和牢固,赢得了各行各业的认可。
一、汽车:(交通业)超音波可通过计算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接如:保险杠、前后门、灯具、刹车灯等。
随着高等级道路的发展,反光片也越来越多的采用超音波焊接。
二、家电:通过适当的调整可用于:手提日光灯罩,蒸气熨门、电视机外壳、收录、音机透明面板、电源整流器、电视机壳螺丝固定座、减蚊灯壳、洗衣机脱水槽等需要密封、牢固和美观的家电产品。
三、包装:软管的封口,特殊打包带的连接。
四、玩具业:由于采用了超音波技术使产品清洁、高效、牢固,免除使用螺丝、粘合剂、胶水或其他辅助品,降低了生产成本,使企业在市场的竞争力大大增强。
五、电子:运用自动化方案设计使用户达到规模化生产,同时确保产品之品质需求。
六、其他商业用途:从通讯器材,电脑行业、打印设备到音像制品等,均可采用明和超音波设备,他给您带来了简捷、清洁、高效的生产方式,为您带来更多的机会。
超音波的熔焊应用方法一、熔接法:以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合,焊接强度可与本体媲美,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密,并免除采用辅助品所带来的不便,实现高效清洁的熔接。
二、铆焊法:将超音波超高频率振动的焊头,压着塑胶品突出的梢头,使其瞬间发热融成为铆钉形状,使不同材质的材料机械铆合在一起。
三、埋植:藉着焊头之传道及适当之压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留入塑胶孔内,固定在一定深度,完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度,可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。
四、成型:本方法与铆焊法类似,将凹状的焊头压着于塑胶品外圈,焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定,且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形,及化妆品类之镜片固定等。
五、点焊:A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线,达到熔接目的。
B、对比较大型工件,不易设计焊线的工件进行分点焊接,而达到熔接效果,可同时点焊多点。
六、切割封口:运用超音波瞬间发振工作原理,对化纤织物进行切割,其优点切口光洁不开裂、不拉丝。
超音波焊接机一、超音波熔接机结构原理:将220V、60Hz转为20KHz之高压电能,利用振动子转换成机械能。
如此的机械振动,经由传动子,焊头传至加工物,利用所产生热能打破其分子结构,使工件表面融熔接合,其牢固强度可与本体塑料相媲美。
二、推荐超音波焊接机:1、超音波焊接机型号:NK-DBS1520/NK-S1526/NK-SF15422、超音波焊接机功率:1500W/2600W/4200W3、工作电源:220V、50/60Hz、10A4、超音波焊接机频率:15KHz三、超音波熔接机熔接适用范围:装饰、缎带花点焊熔接、铆焊等,主要用于纺织、服装、电子、玩具等行业,具有小巧灵活,操作简便,价廉实用等优点。
四、超音波熔接机焊接优点:超音波焊接是以其快速、清洁、安全等优点实现塑料件接合的先进工艺,发力大性能可靠;多重保护电路,为企业提供高效的焊接方法,降低生产成本。
五、部件功能说明:1、电源开关:电箱的电源接入开关。
打开此开关后,本机电源导通,同时电源指示灯亮。
2、焊接时间控制旋钮:设定超音波发振时间,根据加工件的要求,调整此旋钮,达到焊接效果。
3、风扇网:电箱内散热的风扇保护网。
注意:切不可将手指伸入扇网以免刮伤手指。
也不可将物品堵住扇网,保持通风流畅。
4、输出控制电缆插座:将电箱内产生的超音波能量通过此插座及边接电缆线输送到手提换能器上。
注意:电箱工作时,此插座内的电极有高压电流,切不可让其裸露或用手触摸。
5、保险管座:本机安全装置之一,内装保险管(2A)。
注意:若电箱超载工作时,保险管内保险丝会自行空断,以保护电箱内其它组件。
6、电源线:连接电箱到外接电源的电源引入线,将插头插在电源插座上。
7、焊头:将换能器转换出来的超声波能量通过焊头传递到工件上,再通过人手的作用力达到焊接目的。
注意:焊头的各部分尺寸是根据声学传递原理设计制作而成,因此切不可随意改变焊头形状及尺寸,以免影响本机的正常使用或造成焊头报废。
更换焊头时必须将电源断开。
8、发振筒:由绝缘材料制成,内装换能器及焊头,供操作者手提之作用。
注意:内装换能器是将电箱内引来的高压电流通过换能器将电能转换为机械能,因此请勿私自拆开或将发振筒外壳打(压)碎,以免触电,确保安全。
9、声波控制开关:本声波控制开关是供操作者操作时控制声波发射工作而设,操作时操作者将焊头对准被焊接工件轻按本开关并用力紧压工作。
10、输出控制电缆接头:将电箱内产生的超声波能量通过同电缆的连接传递到换能上的接头。
六、使用方法:1、将电缆的一端接到发振筒上输出控制电缆接头,另一端接到电箱背面的输出控制电缆插座上,并旋紧。
2、将焊头的连接面擦净,连接在发振筒的换能器上,并用扳手锁紧。
注意:连接时,必须确保焊头与换能器间两个连接面吻合,并锁紧。
不可因连接螺丝过长或滑牙无法锁紧的现象,否则产生声波传递不畅而导致本机损坏。
3、装卸焊头时必须使用两支扳手将焊头及换能器分别卡住,不得只卡其中一个部分锁紧或装卸,以免导致手提发振筒的损坏。
4、检查1、2点安装妥当后,将电源线插座插在外接电源插座上,并扳动电源开关,这时电源指示灯亮。
5、轻压声波控制开关,这时能听到声波传递到焊头时焊头发出的“吱吱”声,说明本机工作正常,即可投入使用。
6、本机在工作出现异常时,切勿私自拆开设备,请通知供货商或将设备寄到生产商检查维修。
七、调试:1、手提式超声波塑料焊接机在出厂前已经调试完毕,如无异常情况,打开电源,调整焊接时间至适当位置就可直接使用。
2、故障分析:故障现象引起原因当系统接上电源时,保险丝熔断电源线短路当电源开关接通时,电源指示灯不亮1、电源没有真正接上;2、整流桥坏;3、电源开关或指示灯坏;4、保险丝断;当电源开关接通时,电源指示灯亮,但无超声波1、电压不正常;2、换能器联机接触不良;3、微动开关坏;4、换能器坏;5、模头坏;6、换能器、模头连接松动;7、电路板各连接器接触不良;。