超声波塑胶焊接应用操作培训

1、2COMPANY CONFIDENTIAL2COMPANY CONFIDENTIALl焊接机的原理超声波功率发生器换能器调幅器焊头电源220V 50/60 Hz电高频高压电1000 V （20 kHz）高频振动3COMPANY CONFIDENTIAL产品结构产品结构模具模具精度精度注塑注塑焊接机性能焊接机性能接接口口设计设计焊焊接接参数参数焊头底模焊头底模塑胶材料塑胶材料客户要求客户要求4COMPANY CONFIDENTIAL4COMPANY CONFIDENTIAL了解塑胶材料了解塑胶材料了解材料特性，热塑性材料才可用于焊接了解材料特性，热塑性材料才可用于焊接非晶性材料易焊接，半晶性材料

2、有局限性非晶性材料易焊接，半晶性材料有局限性材料的特性及熔点材料的特性及熔点材料焊接的难易程度；材料焊接的难易程度；不同种材料的相容性；不同种材料的相容性；不同的焊接方式对结果的影响不同的焊接方式对结果的影响5COMPANY CONFIDENTIALl热热固性固性 ( (Thermosetting)Thermosetting)l热热塑性塑性 ( (Thermoplastic)Thermoplastic)非晶性非晶性塑料塑料原料原料 ( (Amorphous)Amorphous)半晶性半晶性塑料塑料原料原料 ( (Semi-Crystalline)Semi-Crystalline)56COMPA

3、NY CONFIDENTIAL不同材料的振幅需求不同材料的振幅需求67COMPANY CONFIDENTIAL7COMPANY CONFIDENTIAL非晶性材料非晶性材料近距离近距离远距离远距离ABSABS1 12 2AcrylicAcrylic（亚加力）（亚加力）2 23 3PolycarbonatePolycarbonate（PCPC）2 22 2PolystyrenePolystyrene（PSPS）1 11 1PloysulfonePloysulfone（聚砜）（聚砜） 2 24 4材料焊接的难易程度材料焊接的难易程度1 = 1 = 最容易最容易 5 = 5 = 最困难最困难8COM

4、PANY CONFIDENTIAL8COMPANY CONFIDENTIAL半晶性材料半晶性材料近距离近距离远距离远距离AcetalAcetal（赛钢）（赛钢）2 24 4NylonNylon（尼龙）（尼龙）2 24 4PolyesterPolyester（聚酯）（聚酯）3 35 5PolypropylenePolypropylene（PPPP）4 45 5材料焊接的难易程度材料焊接的难易程度9COMPANY CONFIDENTIAL9COMPANY CONFIDENTIAL材料特性与焊接方式材料特性与焊接方式硬度高材料对超声波能量传硬度高材料对超声波能量传递较好（如：递较好（如：ABS,PS

5、,PC，等）等）材料的熔点越高所需的超声材料的熔点越高所需的超声波能量越大波能量越大 ( 如：尼龙，如：尼龙，PVC等等了解不同焊接方式对震幅的了解不同焊接方式对震幅的要求要求 10COMPANY CONFIDENTIAL10COMPANY CONFIDENTIAL材料的相容性材料的相容性非晶性材料可有限搭配非晶性材料可有限搭配半晶性材料两个熔点不半晶性材料两个熔点不同不可焊接同不可焊接11COMPANY CONFIDENTIAL11COMPANY CONFIDENTIALa.强度要求强度要求跌落测试跌落测试拉拔力，扭力测试拉拔力，扭力测试c.密封要求：水密，气密等密封要求：水密，气密等b.外

6、观要求外观要求间隙要求间隙要求错位要求错位要求是否允许有溢胶料是否允许有溢胶料表面是否有压痕或变形表面是否有压痕或变形撞击测试撞击测试客户对焊接的要求客户对焊接的要求d.尺寸和公差要求尺寸和公差要求.在焊接之前，我们需要了解客户的检测标准在焊接之前，我们需要了解客户的检测标准爆破测试爆破测试透明件焊接后是否发白透明件焊接后是否发白e.产品性能要求产品性能要求12COMPANY CONFIDENTIAL12COMPANY CONFIDENTIAL了解产品是否变形了解产品是否变形注塑模具多模或多穴，公差范围。注塑模具多模或多穴，公差范围。产品和导熔线的结构设计是否符合设计规范：产品和导熔线的结构设

7、计是否符合设计规范：了解产品的基本信息了解产品的基本信息13COMPANY CONFIDENTIAL13COMPANY CONFIDENTIAL熔接线结构熔接线结构起始接触面要小，降低所需超声波能量起始接触面要小，降低所需超声波能量是否有对位的功能，减小错位；是否有对位的功能，减小错位；是否给焊头提供有效的接触面。是否给焊头提供有效的接触面。其详细情况请参照其详细情况请参照: : pw-03DesignUS.pdfpw-03DesignUS.pdf14COMPANY CONFIDENTIAL14COMPANY CONFIDENTIAL产品结构产品结构其详细情况请参照其详细情况请参照: pw-0

8、3DesignUS.pdf15COMPANY CONFIDENTIAL15COMPANY CONFIDENTIAL根据产品材料，结构及焊接要求，选择相对适合的频率及功率的设备做应用测根据产品材料，结构及焊接要求，选择相对适合的频率及功率的设备做应用测试。试。机器的确认机器的确认机器功能的确认机器功能的确认:时间模式时间模式 、能量模式、深度模式、能量模式、深度模式 机器功率的确认机器功率的确认: 800W/1100w/1500w/2200w/3300w/4000w机器频率的确认机器频率的确认: 15kHz/20kHz/30kHz/40kHz 2000IW系列系列2000X系列系列16COMPA

9、NY CONFIDENTIAL16COMPANY CONFIDENTIAL焊接模具是直接影响焊接效果的重要因素焊接模具是直接影响焊接效果的重要因素频率频率振幅振幅负载负载材质材质加工工艺加工工艺表面处理表面处理热处理热处理17COMPANY CONFIDENTIAL17COMPANY CONFIDENTIAL 焊头频率的确认焊头频率的确认焊头振幅的确认焊头振幅的确认焊头与工件是否有效的接触焊头与工件是否有效的接触 底座对工件支撑的确认底座对工件支撑的确认焊头空载功率确认焊头空载功率确认工件取放方便性的确认工件取放方便性的确认一般要求焊头的频率在一般要求焊头的频率在19850Hz20050Hz这

10、个区间内（特殊情况除外），使其这个区间内（特殊情况除外），使其能更好的与机器设备发生共振，让焊头更有效地传递超声波能量。能更好的与机器设备发生共振，让焊头更有效地传递超声波能量。将焊头装在机器上，使用测试键测试焊头，观察焊头在空载的情况下所消耗的功将焊头装在机器上，使用测试键测试焊头，观察焊头在空载的情况下所消耗的功率值的大小，值越小越好。一般情况要求焊头的空载功率不允许超过所测试机器率值的大小，值越小越好。一般情况要求焊头的空载功率不允许超过所测试机器总功率的总功率的5%。在超声波塑胶焊接中，不同的塑胶材料都有相对应的振幅，知道了产品的材料，在超声波塑胶焊接中，不同的塑胶材料都有相对应的振幅

11、，知道了产品的材料，需要确认焊头的振幅是否与工件材料所需的振幅大致一致。需要确认焊头的振幅是否与工件材料所需的振幅大致一致。使用红丹对焊头与工件进行接触确认，焊头与工件接触越充分，其超声波能量传使用红丹对焊头与工件进行接触确认，焊头与工件接触越充分，其超声波能量传递越为充分。递越为充分。在超声波塑胶焊接中，底座对工件的有效支撑也是影响焊接效果的重要因数在超声波塑胶焊接中，底座对工件的有效支撑也是影响焊接效果的重要因数之一，一般也是使用红丹进行检查。之一，一般也是使用红丹进行检查。在放置工件进入底座的过程中，需使其整个动作顺手，方便，需要充分考量人在放置工件进入底座的过程中，需使其整个动作顺手，

12、方便，需要充分考量人机工程学，以便提高生产效率。机工程学，以便提高生产效率。模具的检验及确认模具的检验及确认18COMPANY CONFIDENTIAL18COMPANY CONFIDENTIAL 机架行程的确认机架行程的确认工件与模具的对位调节工件与模具的对位调节进行试焊，并对焊接参数的调节进行试焊，并对焊接参数的调节OK焊头，工件及底座的水平调节焊头，工件及底座的水平调节再次试焊，焊接参数的调节再次试焊，焊接参数的调节 NG OK在气压放为零的情况下向下拉焊头，观察焊头是否充分接触放在底座里面在气压放为零的情况下向下拉焊头，观察焊头是否充分接触放在底座里面的工件或者略低于此工件。的工件或者

13、略低于此工件。使用水平板以及调节螺丝对其进行水平调节，并使用复写纸与白纸进行检使用水平板以及调节螺丝对其进行水平调节，并使用复写纸与白纸进行检查。焊接时，在加压力的情况下，使其均匀焊接。查。焊接时，在加压力的情况下，使其均匀焊接。为了防止在压力的情况下压伤工件的表面，需要对其进行正确的对位。为了防止在压力的情况下压伤工件的表面，需要对其进行正确的对位。对焊接参数的调节是分别对：时间，压力，下降速度，触发压力，振幅，对焊接参数的调节是分别对：时间，压力，下降速度，触发压力，振幅，保压时间等一系列参数的调节，以便达到客人的焊接要求。保压时间等一系列参数的调节，以便达到客人的焊接要求。需要优化焊头或

14、者底座，同时也需要进行对应用进行重新评估，提出修改方案。包括模具修改方案。需要优化焊头或者底座，同时也需要进行对应用进行重新评估，提需要优化焊头或者底座，同时也需要进行对应用进行重新评估，提出修改方案。包括模具修改方案。出修改方案。包括模具修改方案。再次测试印证。再次测试印证。应用合格应用合格模具调试模具调试19COMPANY CONFIDENTIAL19COMPANY CONFIDENTIAL焊头的装拆焊头的装拆将焊头与调幅器和换能器组装在一起时需要使用专业的装拆工具（带扭将焊头与调幅器和换能器组装在一起时需要使用专业的装拆工具（带扭力的月牙扳手），同时需注意所使用的扭力大小。力的月牙扳手）

15、，同时需注意所使用的扭力大小。20COMPANY CONFIDENTIAL20COMPANY CONFIDENTIAL在组装焊头与调幅器或者换能器之前，在其连接端面一般应有硅脂片或者硅在组装焊头与调幅器或者换能器之前，在其连接端面一般应有硅脂片或者硅脂油对其端面进行保护，以便超声波能量能有效的传递脂油对其端面进行保护，以便超声波能量能有效的传递使用使用指定指定的硅胶润滑油或聚酯薄膜垫片的硅胶润滑油或聚酯薄膜垫片端面保护端面保护21COMPANY CONFIDENTIAL21COMPANY CONFIDENTIAL安装扭力的参考值安装扭力的参考值22COMPANY CONFIDENTIAL22C

16、OMPANY CONFIDENTIAL安装与调试安装与调试23COMPANY CONFIDENTIAL23COMPANY CONFIDENTIAL焊头的空载功率应在机器功率的焊头的空载功率应在机器功率的10%10%以以内，如果功率偏高，过载或有噪音，应内，如果功率偏高，过载或有噪音，应检查安装是否规范和进行焊头扫描检查安装是否规范和进行焊头扫描24COMPANY CONFIDENTIAL24COMPANY CONFIDENTIAL机架行程的确认：在气压放为零的情况下向下拉焊头，观察焊头是否充分接触机架行程的确认：在气压放为零的情况下向下拉焊头，观察焊头是否充分接触放置在底座的工件或者略低于此工

17、件，以便焊头有足够的下降行程压住工件。放置在底座的工件或者略低于此工件，以便焊头有足够的下降行程压住工件。加气压后焊头与底模的间距以保证工件取放方便加气压后焊头与底模的间距以保证工件取放方便 为准，一般为三到四个手指的为准，一般为三到四个手指的宽度。宽度。放气并下拉焊头，看放气并下拉焊头，看其是否能接触工件其是否能接触工件调节机架下降行程的两种方法调节机架下降行程的两种方法调节机架在立调节机架在立柱上的位置柱上的位置调节机械制调节机械制动行程动行程25COMPANY CONFIDENTIAL25COMPANY CONFIDENTIAL点击焊头下降，双手按下机器启点击焊头下降，双手按下机器启动开

18、关，焊头下降但不发超声。动开关，焊头下降但不发超声。 校准机架校准机架焊头对位与找正焊头对位与找正查看绝对距离查看绝对距离查看气压值查看气压值查看速率查看速率26COMPANY CONFIDENTIAL26COMPANY CONFIDENTIAL模具水平调节模具水平调节使用水平板及调节螺丝对其进行水平调节，并使用压敏纸或复写纸进行检查。使用水平板及调节螺丝对其进行水平调节，并使用压敏纸或复写纸进行检查。焊接时，在加压力的情况下，使其均匀焊接。焊接时，在加压力的情况下，使其均匀焊接。27COMPANY CONFIDENTIAL27COMPANY CONFIDENTIAL能量能量(E) = (E)

19、 = 功率功率(P) X (P) X 时间时间(T)(T)压力压力 (N)(N)速率速率 (mm/s)(mm/s)下降速度下降速度触发压力触发压力频率频率振幅振幅X气压气压28COMPANY CONFIDENTIAL28COMPANY CONFIDENTIAL时间模式：时间模式：通用型 能量模式：能量模式：常用于铆点，工件误差较大，变形或多模多穴，强度或拉力要求高的应用。 相对深度：相对深度：外形尺寸公差大但超声线尺寸相对稳定的应用绝对深度：绝对深度：外形尺寸公差要求高，内装件。接地保护：接地保护：切割，焊头接触金属的应用峰值功率：峰值功率：先用相对深度模式或时间模式试焊，先用相对深度模式或时

20、间模式试焊，查看焊接结果，找出最适合的模式查看焊接结果，找出最适合的模式29COMPANY CONFIDENTIAL29COMPANY CONFIDENTIALl气压：气压：根据产品设定气压值。l触发压力：触发压力：压紧再发超声，解决工件变形。l预触发：预触发：提前启动超声，可有效增加焊接强度。l下降速度下降速度：不同的下降速度将直接影响焊接效果。l振幅调整振幅调整 ：使用合适产品焊接的振幅。l保压保压：设定保压时间，冷却成型。30COMPANY CONFIDENTIAL30COMPANY CONFIDENTIAL震幅分阶的作用震幅分阶的作用l增加焊接强度增加焊接强度l减少表面压伤减少表面压伤

21、l减少假熔减少假熔l减少溢料减少溢料震幅分阶的使用方法震幅分阶的使用方法l选用适当的开始震幅选用适当的开始震幅l震幅分界点（时间，能量，峰值，距度等）震幅分界点（时间，能量，峰值，距度等）l设置适当的结速震幅设置适当的结速震幅熔融熔融互熔互熔固化固化31COMPANY CONFIDENTIAL31COMPANY CONFIDENTIAL在任何焊接模式下都可以设定坏件或坏疑件报警功能，当焊接实际值超出设定值范围时机器会报警。32COMPANY CONFIDENTIAL32COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题- -压伤，局部过焊或虚焊压伤，

22、局部过焊或虚焊造成原因造成原因 ：施加于工件的能量过多：施加于工件的能量过多解决方案解决方案 开预触发开预触发 减少熔接气压、时间减少熔接气压、时间/ /能量能量/ /距离。距离。 降低振幅降低振幅 （更换增益较低的调幅器，振幅（更换增益较低的调幅器，振幅分级功能）分级功能）造成原因造成原因 ：结构或超声线不合理：结构或超声线不合理解决方案解决方案 修改焊接模具修改焊接模具更改结构或超声线设计更改结构或超声线设计33COMPANY CONFIDENTIAL33COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题- -焊接不足、焊缝不均匀焊接不足、焊缝不

23、均匀造成原因造成原因 ：施加于工件的能量不足：施加于工件的能量不足解决方案解决方案 增加压力增加压力/ /触发压力触发压力 增加焊接时间增加焊接时间/ /能量能量/ /距离距离 增加振幅增加振幅 （更换增益较高的调幅器，振幅分级功（更换增益较高的调幅器，振幅分级功能）能） 增加焊头振幅增加焊头振幅造成原因造成原因 ：超声线设计不合理或特殊结构：超声线设计不合理或特殊结构解决方案解决方案改为间断的超声线改为间断的超声线修改焊头结构，针对有问题区域修模修改焊头结构，针对有问题区域修模造成原因造成原因 ：工件有脱模剂：工件有脱模剂解决方案解决方案不采用或焊接前清洗不采用或焊接前清洗34COMPANY

24、 CONFIDENTIAL34COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题- -焊接区域不平整焊接区域不平整 . .波纹，凸点波纹，凸点造成原因造成原因 ：超声能量导致产品变形：超声能量导致产品变形解决方案解决方案 焊头上避位，避空非焊接区域焊头上避位，避空非焊接区域选择合适的焊接参数选择合适的焊接参数- - 造成原因造成原因 ：工件结构、公差：工件结构、公差解决方案解决方案 复核注塑成型条件复核注塑成型条件 有效控制公差（注塑模）有效控制公差（注塑模）造成原因造成原因 ：未焊接前配合问题：未焊接前配合问题解决方案解决方案上、下胶件是否有干涉上

25、、下胶件是否有干涉焊头、底座及工件之间的水平和定位焊头、底座及工件之间的水平和定位35COMPANY CONFIDENTIAL35COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题- -焊接不均匀，发白或泄漏焊接不均匀，发白或泄漏造成原因造成原因 ：工件变形：工件变形解决方案解决方案加大触发压力加大触发压力改变注塑条件改变注塑条件工件增加定位和添加加强筋工件增加定位和添加加强筋造成原因造成原因 ：焊接区域有顶针位、超声线过大：焊接区域有顶针位、超声线过大解决方案解决方案尽量避免将顶针位置与焊接区域尽量避免将顶针位置与焊接区域修改过大或错误的超声线结构

26、修改过大或错误的超声线结构造成原因造成原因 ：底座支撑不够：底座支撑不够解决方案解决方案重点部位一定要有效支持重点部位一定要有效支持采用较硬的底座采用较硬的底座36COMPANY CONFIDENTIAL36COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题-假熔或熔接不充分假熔或熔接不充分, ,水密气密不达标水密气密不达标造成原因造成原因 ：不同种材料或一模多穴不同种材料或一模多穴材料中含有添加剂或吸水材料中含有添加剂或吸水产品变形产品变形超声线设计不良超声线设计不良解决方案解决方案选择熔点相近的材料选择熔点相近的材料, ,每批次选择同一模号每批次

27、选择同一模号控制添加剂比例或干燥处理控制添加剂比例或干燥处理改进超声线设计改进超声线设计焊接线上方充分接触焊接线上方充分接触做可调节式底模做可调节式底模參數設定參數設定：下降速度太快：下降速度太快 预触发预触发 37COMPANY CONFIDENTIAL37COMPANY CONFIDENTIAL超声波焊接不良故障排除超声波焊接不良故障排除 问题问题-焊接伤痕（击穿、震裂、烫伤）焊接伤痕（击穿、震裂、烫伤）造成原因造成原因 ： 胶件设计不合理胶件设计不合理焊头能量过大焊头能量过大焊接面接触不好焊接面接触不好解决方案解决方案降低压力降低压力,减少熔接时间减少熔接时间, 提前发振提前发振，降低，降低振幅振幅模