超声波焊接技术讲座

先力超聲波有很公司

超聲波技術及應用講座資料

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第1页，共160页。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 模具技术第2页，共160页。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。第3页，共160页。超声焊接

超声振动表面和分子间摩擦受热-熔化-焊接

第4页，共160页。第5页，共160页。系统组件

发生器控制器支架换能器调幅器焊头夹具第6页，共160页。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时间力可以改变第7页，共160页。超声波焊接机第8页，共160页。汽車第9页，共160页。家电第10页，共160页。医疗第11页，共160页。包裝第12页，共160页。玩具第13页，共160页。纺织第14页，共160页。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第15页，共160页。超声熔接

超声振动表面和分子间摩擦受热-熔化-焊接

第16页，共160页。第17页，共160页。第18页，共160页。铆焊第19页，共160页。标准轮廓

焊头焊前焊后D=柱头直径铆焊第20页，共160页。丘形柱

铆焊

焊前焊后D=圆柱直径1.5D0.5D第21页，共160页。锯齿铆焊

铆焊

焊前焊后第22页，共160页。平齐铆焊

铆焊

焊前焊后第23页，共160页。铆焊第24页，共160页。铆焊第25页，共160页。第26页，共160页。嵌焊第27页，共160页。对于垂直孔洞的直纹和导入第28页，共160页。第29页，共160页。点焊第30页，共160页。第31页，共160页。第32页，共160页。

焊前

焊后焊头成形焊第33页，共160页。第34页，共160页。第35页，共160页。去浇口往复折弯运动机械振动标准波形去浇口第36页，共160页。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第37页，共160页。去浇口第38页，共160页。聚合体材料高聚物

之

焊接特性第39页，共160页。高聚物分类×热固型塑料热塑性塑料第40页，共160页。

物理结构半结晶型

无定型第41页，共160页。结构无定形半结晶型第42页，共160页。温度－比热图比热温度半结晶型无定形TgTm第43页，共160页。近区和远区焊接近区

第一选择远区

第二选择HornHorn第44页，共160页。第45页，共160页。第46页，共160页。第47页，共160页。AmplituteReferenceGuide无定形樹脂Microns0.00X”半结晶形樹脂Acetal第48页，共160页。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第49页，共160页。脱模剂内润滑剂...........................硅酮/聚四氟乙烯脂肪酸第50页，共160页。填料

类型

玻璃纤维滑石碳酸钙百分比第51页，共160页。二或多次反覆料第52页，共160页。颜料

工艺参数需作调整。第53页，共160页。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第54页，共160页。第55页，共160页。能量导向温度温度时间时间第56页，共160页。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第57页，共160页。基本能量导向W4W8W64焊前焊后第58页，共160页。第59页，共160页。阶梯导向W8W8W3(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)第60页，共160页。第61页，共160页。第62页，共160页。槽型导向(Min.0.125”[3.2mm])WW

3W

3W

8W

8间隙配合W

4第63页，共160页。第64页，共160页。第65页，共160页。能量导向和纹理表面第66页，共160页。第67页，共160页。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第68页，共160页。无纹理有纹理第69页，共160页。无纹理(50ms)有纹理(50ms)第70页，共160页。无纹理(100ms)有纹理(100ms)第71页，共160页。无纹理(150ms)有纹理(150ms)第72页，共160页。无纹理(200ms)有纹理(200ms)第73页，共160页。

能量导向连续十字交叉能量导向第74页，共160页。能量导向

中断的十字交叉能量导向第75页，共160页。能量导向带纹理的刀刃焊前 焊后第76页，共160页。能量导向

和内壁垂直第77页，共160页。能量导向

中断第78页，共160页。剪切导向焊前焊后焊接深度干涉(0.2mm)夹具最小导入

0.020”

(0.5mm)第79页，共160页。剪切接口：焊接深度推荐1.25W最小0.5W最大1.75W(W=壁厚)第80页，共160页。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第81页，共160页。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第82页，共160页。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第83页，共160页。尖角

避免推荐第84页，共160页。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第85页，共160页。附加物潜在的裂纹点附加物焊头第86页，共160页。振动膜焊接时间改小振幅加大或减小AmplitudeProfilingTM焊头中心柱塞内壁加厚内部支撑筋第87页，共160页。焊头接触正确不正确耦合面太小第88页，共160页。焊头接触增加法兰以便焊头直接位于焊接区域上第89页，共160页。模具技术換能器調幅器焊头底座第90页，共160页。第91页，共160页。压电陶瓷通电前通电后HH第92页，共160页。标准振幅第93页，共160页。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第94页，共160页。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，调节传递至焊头的振动幅度。第95页，共160页。1:0.61:11:1.51:2.01:2.51:0.61:11:1.51:2.0调幅器的增益第96页，共160页。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时间力可以改变第97页，共160页。负载黑色银色无调幅器金色压力第98页，共160页。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第99页，共160页。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,嵌插焊等第100页，共160页。焊头定义材料表面处理焊头设计第101页，共160页。第102页，共160页。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。焊头第103页，共160页。材料钛合金铝合金冷凝钢第104页，共160页。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第105页，共160页。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第106页，共160页。什么是振幅

振幅节点第107页，共160页。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第108页，共160页。第109页，共160页。振幅与应力第110页，共160页。第111页，共160页。第112页，共160页。第113页，共160页。第114页，共160页。第115页，共160页。横向应力5”31/2”第116页，共160页。第117页，共160页。第118页，共160页。全波焊头第119页，共160页。第120页，共160页。复合（子母）焊头

第121页，共160页。第122页，共160页。第123页，共160页。第124页，共160页。第125页，共160页。可更换焊嘴第126页，共160页。第127页，共160页。第128页，共160页。有限元分析第129页，共160页。第130页，共160页。第131页，共160页。第132页，共160页。第133页，共160页。第134页，共160页。故障检修第135页，共160页。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第136页，共160页。

外观检验第137页，共160页。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第138页，共160页。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材料频率振幅应力第139页，共160页。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。第140页，共160页。第141页，共160页。运作原理+电磁线圈电磁线圈框架弹簧支撑台面上模下模第142页，共160页。驱动板弹簧第143页，共160页。频率240Hz(线性)100Hz(轨迹)120Hz(线性)第144页，共160页。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

第145页，共160页。第146页，共160页。第147页，共160页。第148页，共160页。第149页，共160页。第150页，共160页。第151页，共160页。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第152页，共160页。第153页，共160页。第154页，共160页。第155页，共160页。第156页，共160页。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

第157页，共160页。热板焊接焊接周期长能量消耗大热板上有污物材料受热易变性，生产不稳定散发气味，污染环境材料有局限（PA,PP）溶剂/粘结剂连接周期长操作复杂，难以自动化污染环境劳动密集型需要时间、空间和辅助件