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    頻率在超聲波塑料焊接機中很重要

    文章來源:常州諾宇焊接科技有限公司??添加時間:2019-4-8 14:16:54

      超聲波焊接涉及使用高頻聲能來軟化或熔化接頭處的熱塑性塑料。待連接的部件在壓力下保持在一起,然后通常以20,30或40kHz的頻率進行超聲波振動。成功焊接部件的能力取決于設備的設計,待焊接材料的機械性能和部件的設計。由于超聲波焊接非??欤ê附訒r間通常小于1秒)并且易于自動化,因此它是一種廣泛使用的技術。為了保證任何部件的成功焊接,需要仔細設計部件和固定裝置,因此該技術最適合大規模生產。該過程的好處包括:能源效率,


      超聲波焊接機包括四個主要部件:電源,轉換器,幅度調節裝置(通常稱為增壓器)和稱為喇叭(或超聲波發生器)的聲學工具。電源以50-60Hz的頻率將主電源變為工作在20,30或40kHz的高頻電源。該電能供應給轉換器。在轉換器內,壓電材料盤夾在兩個金屬部分之間。轉換器將電能在超聲頻率下變為機械振動能。然后振動能量通過增強器傳遞,這增加了聲波的幅度。聲波然后傳遞到喇叭。喇叭是一種聲學工具,可將振動能量直接傳遞給正在組裝的部件,并且還施加焊接壓力。振動通過工件傳遞到接合區域。在這里,振動能量通過摩擦轉化為熱量 - 然后軟化或熔化熱塑性塑料,并將部件連接在一起。


      以下是超聲波焊接過程中需要考慮的因素:


      加熱速率


      超聲波焊接的加熱速率是頻率,振幅和夾緊力的綜合影響的結果。在加熱速率方程中,夾緊力和頻率表現為乘數。對于給定的機器,頻率通常是固定的。塑料中的加熱速率直接變化并且與施加的夾緊力成比例。當施加更大的夾緊力時,加熱速率與變化成正比增加。然而,加熱速率隨振幅的平方而變化 - 如果振幅增加,則加熱速率急劇增加。因此,超聲波焊接機的頻率與其輸出幅度之間存在反比關系。如果使用最高可用振幅產生始終如一的可接受結果,則通常需要最小的部件損壞和長的超聲波發生器/喇叭壽命。


      塑料材料


      超聲波焊接工藝中的一個重要考慮因素是材料。較軟的材料不會攜帶聲音和較硬的材料,并且需要來自工具的更大振幅以獲得關節的可用振幅量。在接頭細節消失之前,具有較高熔體溫度的材料將需要更大的振幅以達到焊接溫度。選擇頻率較低且幅度較高的機器通常建議使用軟質或高溫材料。較硬的材料可能因高振幅而受損,并且可能加熱太快以至于該過程變得不可控制。焊接過快也會導致焊接不良。


      工具設計限制


      控制超聲波發生器/喇叭設計的物理定律與波長有關。降低聲學性能的大多數因素與橫向尺寸有關 - 尺寸垂直于振幅方向。如果工具具有更長的波長(更低的頻率),則它可以具有更大的橫向尺寸。較低頻率的工具將比執行相同應用的更高頻率工具更簡單并且可能更耐用。


      機器


      高頻焊機通常使用小型工具 - 精確制造小而精密的零件。它們通常具有由小氣缸驅動的小型輕型滑動件。低頻焊機通常以高振幅運行大型工具,使較大的部件由較軟的材料制成。它們通常具有由較大氣缸驅動的大而重的滑塊。


      連接類型


      超聲波振動能量用于幾種不同的裝配和精加工技術,例如:


      焊接:在兩個熱塑性部件的配合表面產生熔體的過程。當超聲波振動停止時,熔融材料凝固并實現焊接。得到的接合強度接近母材的接合強度; 通過適當的零件和接頭設計,可以實現氣密密封。超聲波焊接允許快速,清潔的組裝,無需使用消耗品。


      鉚接:熔化和重整熱塑性螺柱以將異種材料機械鎖定在適當位置的過程。使用這種技術可以縮短循環時間,緊密組裝,良好的最終組裝外觀以及消耗耗材。


      插入: 將金屬部件(例如螺紋插入件)嵌入熱塑性部件的預成型孔中。高強度,減少成型周期和快速安裝,沒有應力積累是一些優點。


      型鍛/成型:通過超聲波熔化和重整塑料脊或重整塑料管或其他擠壓部件來機械地捕獲組件的另一個部件。該方法的優點包括加工速度,較少的應力積累,良好的外觀和克服材料記憶的能力。


      點焊 :一種組裝技術,用于在局部點連接兩個熱塑性部件,而無需預制孔或能量導向器。點焊產生強烈的結構焊接,特別適用于大型零件,擠壓或鑄造熱塑性塑料板,以及具有復雜幾何形狀和難以到達的連接表面的零件??v切


      紡織/薄膜密封:利用超聲波能量加入薄的熱塑性材料??梢詫崿F薄膜中的透明,壓力密封以及紡織品中的整潔局部焊接。同時切割和密封也是可能的。各種圖案砧可用于提供裝飾性和功能性“縫合”圖案。


      應用


      超聲波組裝是汽車,家電,醫療,紡織,包裝,玩具和電子市場等眾多應用的首選方法。超聲波組裝的基本優勢 - 快速,堅固,清潔和可靠的焊接 - 對所有市場都是通用的。


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