超声波焊接技术讲座经典课件

1、(最新整理)超声波焊接技术讲座经典2021/7/261先力超聲波有很公司超聲波技術及應用講座資料聯絡人:刘永彥，張伟林地址:深圳市，尨华镇工业东路175号鵬峰发工业園2棟1楼電話機136998920232021/7/262主要講座内容一)超声波焊接超声波基本原理应用范围聚合体材料焊接工件导向設計/塑膠件設計模具技术2021/7/263什么是超声波？超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。一般人的听觉范围不会超过18.5KHz。焊机的工作频率为20KHz,30KHz和40KHz。2021/7/264超 声 焊 接 超声振动 表面和分子间摩擦

2、 受热-熔化-焊接 2021/7/2652021/7/266系 统 组 件 发生器 控制器 支架 换能器 调幅器 焊头 夹具2021/7/267压强下降速率力X频率X振幅速率因素速率功率因素 能量 = 功率 X 时间力可以改变2021/7/268超声波焊接机2021/7/269汽車2021/7/2610家电2021/7/2611医疗2021/7/2612包裝2021/7/2613玩具2021/7/2614纺织2021/7/2615超声波六个主要应用技术熔接铆焊嵌插焊点焊成形焊去浇口2021/7/2616超 声 熔 接 超声振动 表面和分子间摩擦 受热-熔化-焊接 2021/7/26172021

3、/7/26182021/7/2619铆焊2021/7/2620标 准 轮 廓 焊头 焊 前 焊 后D = 柱头直径铆焊2021/7/2621丘 形 柱 铆焊 焊 前 焊 后D = 圆柱直径1.5D0.5D2021/7/2622锯齿铆焊 铆焊 焊 前 焊 后2021/7/2623平齐铆焊 铆焊 焊 前 焊 后2021/7/2624铆焊2021/7/2625铆焊2021/7/26262021/7/2627嵌焊2021/7/2628对于垂直孔洞的直纹和导入2021/7/26292021/7/2630点焊2021/7/26312021/7/26322021/7/2633 焊 前 焊 后焊 头成形焊20

4、21/7/26342021/7/26352021/7/2636去 浇 口往复折弯运动机械振动标准波形去浇口2021/7/2637正确的浇口设计不正确的浇口设计 浇 口 设 计去浇口浇口区域相接触的熔化区光滑的浇口区2021/7/2638去浇口2021/7/2639聚合体材料高 聚 物之焊 接 特 性2021/7/2640高聚物分类 热固型塑料 热塑性塑料2021/7/2641物 理 结 构 半结晶型 无定型2021/7/2642结 构无 定 形半结晶型2021/7/2643温度比热图比热温度半结晶型无定形Tg Tm2021/7/2644近区和远区焊接 近区第一选择远区第二选择HornHorn2

5、021/7/26452021/7/26462021/7/26472021/7/2648Amplitute Reference Guide无定形樹脂 Microns 0.00X”ABS 30-70 1.2-2.8ASB/PC 70-125 2.8-5.0PMMA 40-70 1.6-3.0PC 65-100 2.4-4.0半结晶形樹脂Acetal 75-125 3.0-5.0Nylon 60-125 3.0-5.0PE 90-125 3.6-5.0PP 90-125 3.6-5.02021/7/2649其它因素对焊接影响脫模劑/潤滑劑填料二次料阻燃劑颜料2021/7/2650脱 模 剂 内润滑剂

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 硅酮 / 聚四氟乙烯脂肪酸2021/7/2651填 料 类型 玻璃纤维 滑石 碳酸钙 百分比2021/7/2652二或多次反覆料2021/7/2653颜 料 工艺参数需作调整。2021/7/2654导向和塑膠件設計基本导向阶梯槽型纹理表面剪切膠件設計2021/7/26552021/7/2656能 量 导向温度温度时间时间2021/7/2657能量导向之优点 增加接口强度 减少飞溅 减少焊接时间 所需振幅较低 2021/7/2658基本能量导向 W4W8W64焊 前焊 后2021/7/26

7、592021/7/2660阶 梯 导向W 8W 8W 3(min. 0.23” 0.6mm)W(min. 0.080” 2mm) 焊 前 焊 后滑配合+ 0.010” - 0.025” (0.25-0.64mm)2021/7/26612021/7/26622021/7/2663槽型导向 (Min. 0.125” 3.2mm)WW3W3W8W8间 隙 配 合W42021/7/26642021/7/26652021/7/2666能量导向和纹理表面2021/7/26672021/7/2668纹 理 的 优 点 增强接头强度 减小飞溅 减少焊接时间 较低振幅2021/7/2669无纹理有纹理2021/

8、7/2670无纹理 (50ms) 有纹理 (50ms)2021/7/2671无纹理 (100ms)有纹理 (100ms)2021/7/2672无纹理 (150ms)有纹理 (150ms)2021/7/2673无纹理 (200ms)有纹理 (200ms)2021/7/2674能量导向连续十字交叉能量导向2021/7/2675能量导向中断的十字交叉能量导向2021/7/2676能量导向带纹理的刀刃 焊 前 焊 后2021/7/2677能量导向和内壁垂直2021/7/2678能量导向中断 2021/7/2679剪 切 导向 焊 前 焊 后焊接深度干涉(0.2mm)夹 具最小导入0.020” (0.5

9、 mm)2021/7/2680剪切接口：焊接深度 推荐 1.25W 最小 0.5W 最大 1.75W(W = 壁厚)2021/7/2681剪切接口优点 机型强度高，密封性好 适用于所有热塑性塑料 防止半结晶型树脂的早期固化2021/7/2682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2021/7/2683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2021/7/2684尖 角 避免 推荐2021/7/2685孔洞和弯曲潜在的焊接盲区半结晶型树脂无定型树脂空洞焊 头2021/7/2686附 加 物潜在的裂纹点附加物焊 头2021/7/2687振 动 膜 焊接时间

10、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2021/7/2688焊 头 接 触正 确不 正 确耦合面太小2021/7/2689焊 头 接 触增加法兰以便焊头直接位于焊接区域上2021/7/2690模具技术換能器調幅器焊头底座2021/7/26912021/7/2692压 电 陶 瓷通电前通电后HH2021/7/2693标 准 振 幅2021/7/2694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2021/7/2695什么是调幅器？ 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

11、传递至焊头的振动幅度。2021/7/26961:0.61:11:1.51:2.01:2.51:0.61:11:1.51:2.0调幅器的增益2021/7/2697压强下降速率力X频率X振幅速率因素速率功率因素 能量 = 功率 X 时间力可以改变2021/7/2698负载黑色银色无调幅器金色压 力2021/7/2699输出振幅与输入振幅之比。终值 = 增益量振幅增 益:换能器20微米黑色调幅器焊头微米换能器20微米绿色调幅器焊头微米2021/7/26100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2021/7/

12、26101焊 头定义材料表面处理焊头设计2021/7/261022021/7/26103 长度通常为波长的一半，能产生共鸣的金属部分可以将振动能量传递给塑件。焊 头2021/7/26104材 料 钛合金 铝合金 冷凝钢2021/7/26105焊 头 设 计频率振幅振幅与应力沟槽设计全波焊头复合（子母）焊头可更换焊嘴有限元分析特殊焊头故障检修2021/7/26106频率有20Kz,30Kz和40Kz模具频率在上/下50Hz范围以內品質好的焊头産生最大效率不易發熱不易损壞換能器生産出品質良好和稳定産品客户安心使用2021/7/26107什么是振幅振 幅节 点2021/7/26108输出振幅与输入振

13、幅之比。终值 = 增益量振幅增 益:换能器20微米黑色调幅器焊头微米换能器20微米绿色调幅器焊头微米2021/7/261092021/7/26110振 幅 与 应 力2021/7/261112021/7/261122021/7/261132021/7/261142021/7/261152021/7/26116横 向 应 力5”3 1/2”2021/7/261172021/7/261182021/7/26119全 波 焊 头2021/7/261202021/7/26121复 合 （子 母）焊 头 2021/7/261222021/7/261232021/7/261242021/7/2612520

14、21/7/26126可更换焊嘴2021/7/261272021/7/261282021/7/26129有 限 元 分 析2021/7/261302021/7/261312021/7/261322021/7/261332021/7/261342021/7/26135故 障 检 修2021/7/26136基本的故障信号 高音噪声 空载负载率高 对塑件的负载率不够 过载显示2021/7/26137外 观 检 验2021/7/26138检 察 其 它 区 域 检察调幅器和换能器 检察螺栓 检察组合 检察焊嘴2021/7/26139模具設計结論主要因素膠件材料,大小,高低相差和避位調幅器焊机功率模具使用

15、材料频率振幅应力2021/7/26140什么是振动摩擦焊接?振动摩擦焊接是一种改进的摩擦焊接技术，用于各种热塑性塑料件。 摩擦热的产生是通过将两个塑料件加紧，并往复振动其中的一个塑件。2021/7/261412021/7/26142运作原理+电磁线圈电磁线圈框架弹簧支撑台面上模下模2021/7/26143驱动板弹簧2021/7/26144频 率240 Hz (线性) 100 Hz (轨迹) 120 Hz (线性)2021/7/26145优 势复杂、不规则外形 大型塑件 高强度密封 多个塑件同时焊接 塑料种类广泛 2021/7/261462021/7/261472021/7/261482021/7/261492021/7/261502021/7/261512021/7/26152汽 车汽车引擎室内部件汽车内装品/车体部分进气歧管燃料过滤器机油滤清器真空箱清洗液容器水箱动力转向油罐防尘盖仪表盘（组合）手套箱喇叭箱靠手台空气导管大灯组合尾灯车门内板保险杆及安装架2021/7/261532021/7/261542021/7/261552021/7/261562021/7/26157优 势复杂、不规则外形 大型塑件 高强度密封 多