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勁龍超聲波焊接機說明書節選

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勁龍超聲波焊接機說明書節選  

  人類耳朵可以聽到的機械振動的范圍在16HZ到16-000HZ范圍內,低于16HZ的不可聽頻率稱為次聲,而高于是16-000HZ至20000HZ則稱為超頻聲,頻率就是每分鐘振動的次數。

  在超聲波焊接中,由供超聲波電箱產生的超聲波范圍內的電磁振動被傳遞到換能器、換能器將其轉換為相同頻率及振幅的機械振動后通過調幅器和焊頭傳遞到工件上、供電箱、換能器、調幅器及焊頭以諧振形式共同作用。

接合區域所需熱量是通過吸收機械振動、接合區域的振動反射及接合面磨擦產生的熱量來實現的。

  獲得良好且穩定的焊接效果的關鍵之外在于:始終選擇正確的焊接設備,熱塑件的質量(這于原材料的特性有關),生產條件、模塑件(上下工件)的結構形狀,接合表面的設計及優選焊接參數的工作能力。


  超聲波電箱將輸入電源轉變為機械諧振單元所需的頻率,合適的頻率范圍一般在20KHZ,也有頻率為50KHZ的設備。

  供電箱的功率輸出取決于焊件的特殊程度,通常使用的功率輸出范圍是每焊接單元100至4000瓦特。

  供電箱的無負荷輸出是由電器系統的殘余損失及機械諧振單元的損失構成的,應盡量使功率損失愈小愈好,通常需設置功率損失極限值,設備制造商所給定的極限什應得到足夠的重視。

  有載功率輸出可以理解為以瓦特為單位的供電箱提供給機械諧振系統以獲得相當穩定振幅的,達到供電箱額定功率的功率輸出,電路閉合時間及啟動時間應考慮在內。

設定超聲波開始的時間(觸發器)

  觸發器觸發時間控制或壓力控制啟動超聲波能量,超聲波能量可以在焊頭觸壓模塑件之前、之中、之后被啟動。當為時間控制開關時可以進行以上三種選擇,當為行程控制開關時焊頭只能在觸壓后才能振動,而當為壓力控制開關時可以在輕接觸壓力到滿接觸壓力之間進行選擇。

  在超聲波塑件焊接中,如果是在預選的接觸壓力達到后開啟供電箱,將會非常有益。

在鉚焊和卷邊焊中,焊接能量應在觸壓到模塑件開始振動,以盡快塑化合成材料。

在金屬件的埋置焊接中,焊接能量應在觸壓模塑件之前啟動,以避免埋置于無效塑化孔中或埋焊。

塑料件的濕度對超聲波焊接的影響

  濕度含量相對過高對于注塑成型模塑件會引起損害,并會焊接過程中形成條紋、氣泡或疏松結構。這降低了焊件的使用性能、外觀質量及焊接質量。對于過于潮濕的熱塑性塑料,應在焊接前進行干燥處理。

  對于部分塑料件如聚酰胺,可以通過處理(吸潮),即可獲得最大粘度,與這些可期的濕度含量的增加相同,相當數量其它塑料制成的模塑件在空氣中同樣會吸潮。

由于潮濕模塑件的超聲波焊接會在兩方面導致不良后果—焊縫疏松、焊接時間過長—吸潮只能在超聲波焊接之后進行,易受潮塑料件必須嚴格保管直至焊接(如PE箱包),對于PA部件的超聲波鉚焊及卷邊焊,輕微的濕度將是有益的,原材料供應商提供的說明手冊指出的加工及處理方法必須嚴格執行。

模塑件的設計

    注射成型方法提供了最簡單的生產出滿意焊接制品的方式,一些重要因素必須遵守,如模塑件結構、焊頭及固定工的設計以及焊接時間,所示截機圖是幾個示例。

在選擇材料時,應對熱塑性材料的不同焊接響進行考慮,焊接模塑件的結構設計應遵循這樣一種方式,即焊接表面的焊接塑化是可以重復的。

在設計階段就應該確定獲取高質量焊件所必須的預處理方法,進行結構設計時應該考慮的焊接接合面的要求有如下幾點:

 囗焊縫的承載壓力囗對氣體和液體的抗滲透性囗表現要求囗如何避免融化排除物及與模塑件內部部件的干涉

  正如焊接參數對焊接面的影響(第4點)下列因素也對焊接質量有影響:

囗材料的自然屬性囗模塑件的結構囗接合面的位置和設計囗導以線的設計囗上部及下部塑件的定位及間隙囗焊頭的聯接囗自由下降位移囗下模的支承作用

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1]模塑件的結構

1]邊和角的導圓

2]接合面的定位及其與焊頭的距離

3]接合面的尺寸和設計

4]導能線(ED)

5]模塑件的中心定位

6]上部工件的自由下降高度

7]肋條、凸臺、螺釘及其它功能件的諧振

9]下模的支承作用

10]焊頭的聯接表面

   

[9、2]超聲波焊頭材料

  由于高振幅在塑料焊接及成型中(表3)應用較多,因此必須考慮超聲波焊頭壓力,這意味著只可能使用高振蕩沖擊強度及低阻尼的材料。

合金鈦(TIALV64)及合金鋁(ALCUMG2)被證明是最合適的材料,這些合金都具有較高穩定性并且不變形,在20KHZ時可承受高達40UM的振幅,在較高頻率時應使用較低振幅。

下列焊頭材料的聲速可參見表4:

合金鈦 TIALV64:大系列,使用覆層也適用于玻纖增強塑料。

鋁合金 ALCUMG2:大系列,也可帶覆層。

ALCUMGPB:實驗用焊頭,小系列。

MONEL:振幅可達20UM,可以焊接硬質金屬板或硬質銷釘。

1550韌度鋼(RTLL):常用于塑料件的金屬埋置焊接。

鈦合金:極其耐磨,因此尤其適用于玻纖增強塑料的鉚焊。


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