超声波焊接工艺手册教学内容

超声波焊接工艺(gōngyì)手册第一页，共31页。目录(mùlù)序言(xùyán)第一章设备(shèbèi)认知篇第二章参数设置篇第三章焊接材料认知篇第四章焊接操作篇第五章泄露原因分析篇第二页，共31页。序言(xùyán)采用超声波进行冰箱及冷柜工艺管封尾可以使工作效率大大提高并且(bìngqiě)大大提高了焊接质量大大降低了冰箱封口处的返工率。第三页，共31页。第一章设备(shèbèi)认知篇焊接设备质量的好坏对于焊接的质量水平影响(yǐngxiǎng)非常严重，因此，焊接设备的结构对于一名焊接工而言是必须要熟知的。1.焊接(hànjiē)工具头2.焊接铁砧及固定件

3.焊接工具损坏原因分析第四页，共31页。第一节焊接(hànjiē)工具头焊接工具头是由特殊的高速工具钢经调频及热处理制作而成。这种材料必须能够承受在一定温度下每秒钟2万次的压缩与延伸而不产生脆裂。焊接头是焊接工件的重要部分，当焊接头在压力作用下夹住工件并焊接的一瞬间，焊接头与焊接工件间产生相对运动，迫使金属表面分子产生位移运动，因此会产生瞬间热。焊接工具头的使用寿命取决于诸多因素，其中最主要的为焊接工件材料的硬度和含铜量的高低。如果使用符合要求的铜管能大大降低焊接压力，振幅及焊接时间，可以大大减少焊接头磨损，延长焊接工具寿命。因此控制焊接工件硬度及尽量缩短焊接时间减小焊接振幅是保证焊接头寿命的关键所在。焊接工具寿命长短同时与现场使用者操作(cāozuò)水平有关，要严格按照我公司使用说明上的要求，定次数更换焊接点，焊接间隔不能太密，让焊接工具有足够的冷却时间。从生产实践中可以看出，焊接工具头在焊接次数过于紧凑的情况下，由于得不到足够时间进行散热而导致焊接工具头崩裂或过早损坏。由此焊接工具头每焊接一次的间隔时间最少为10-15秒钟。焊接工具头第五页，共31页。第二节焊接(hànjiē)铁砧及固定件当焊接铁砧磨损后应立即更换在实际使用中铁砧焊接位置同焊接头焊接位置在焊接一定次数后同时(tóngshí)更换位置。（封口机）焊接铁砧紧固螺栓不可使用国产螺栓代替！否则会造成焊接质量问题并可能断裂后无法取出。螺栓要用力紧死。它承接焊接头对工件焊接时的压力并靠表面网纹将工件牢固地卡住使其不产生位移。焊接工件在焊接铁砧上发生同步位移时则焊接效果得不到有效(yǒuxiào)控制，振荡系统对工件所施加的振荡能量也大大损耗。焊接铁砧在制造上设计了用于防止焊接工件运动的金字塔形网纹，焊接时在压力作用下焊接工件的材料紧紧地被网纹拉住。焊接铁砧采用特殊加工工艺组成，对网纹的要求相当严格。因此当焊接网纹磨损后应立即更换焊接铁砧。不得超寿命使用。焊接铁砧及固定件第六页，共31页。第三节焊接工具损坏原因(yuányīn)分析焊接(hànjiē)工具损坏原因分析造成焊接工具损坏的原因有以下几个方面(fāngmiàn)：1、工具间隙设定过小2、带切刀工具间隙设定错误,造成焊接头与铁砧相碰（如图）3、只在一点焊接没有按照要求更换焊接位置4、焊接时间间隔过短,焊接工具过热.第七页，共31页。第三节焊接工具损坏(sǔnhuài)原因分析正确设定焊接间隙：焊接间隙的确定也成为焊前高度的确定，如果焊接前高度确定不正确，那么焊接将无法得到保证。影响焊接间隙正确确定的因素：1）焊接叉架使用时间过长导致产生变形2）焊接叉架后端轴套磨损严重产生间隙加大，焊接时无法按设定间隙焊接。

判断叉架是否有问题方法：用手握住叉架做往复(wǎngfù)旋转动作看叉架是否左右运动。焊接工具损坏原因(yuányīn)分析第八页，共31页。第二章参数设置篇1.焊接压力(yālì)参数2.焊接(hànjiē)时间参数3.焊接(hànjiē)振幅4.焊接能量

第九页，共31页。第一节焊接压力(yālì)参数焊接压力P焊接压力是决定焊接能量的重要参数，它使焊接铁砧压紧焊接工件，如果压力不够则使焊接工件在中间移位造成焊接能量达不到要求(yāoqiú)而产生泄露。焊接压力达不到要求(yāoqiú)的原因有以下几种情况；A：人为设定过低B：生产线其它工位同时用气。C：供气系统总气压不够造成焊接时出现虚气压D：机械故障造成焊接叉架上行受阻过大（叉架轴套汽缸内铜渣过多）焊接压力参数焊接压力参数变化的原因：在设备多年使用中，由于输入气体的杂质如灰尘进入气电转换阀造成初始气电阀设定压力发生变化，使实际控制器表盘显示压力不能反映真实(zhēnshí)压力，导致压力设置正确，但焊接压力不到位而发生能量减小焊接泄露增加。在此种情况下应对设备进行重新效验。（由专业技术人员进行）.第十页，共31页。第一节焊接压力(yālì)参数焊接压力参数输入气体含有大量水，或油成分，导致气电转换阀功能失效，也会造成(zàochénɡ)焊接压力出现问题。可大致做检验，具体方法是：在控制器上将气压调节到2公斤左右，然后在调到6公斤左右看两中情况下的出气变化幅度。如变化不大则应对控制气路做效验。第十一页，共31页。第二节焊接(hànjiē)时间参数焊接时间焊接时间T焊接时间是焊接该铜管所需的真正时间。在设备(shèbèi)上分为时间1，及时间2，和总时间T。时间(shíjiān)1=T1时间2=T2总时间T时间1内焊接开始，在压力及较小超声波作用下将管子压倒焊接渐进开关设置高度，产生较小超声波的原因是要在这个压管阶段减少焊接工具的磨损。焊接时间1是个变量，它的实际长短是随着焊接管子的硬度而变化，但不能超过设备要求的最大值1.2秒！而焊接时间2是不变的，在焊接时间1将管子压倒设定高度时，焊接时间1关闭后，启动焊接时间2进行大超声波焊接，将管子焊封住。总时间T也是随着时间1变化：

T=T1+T2第十二页，共31页。第二节焊接(hànjiē)时间参数焊接时间参数变化的原因：焊接时间的设定要靠渐近开关来实现，（仅对某种型号设备）渐近开关的设定因人而异，焊接时间变化的另外一个重要因素是带切刀焊接头与焊接铁砧垂直(chuízhí)间隙的设置不正确造成，如焊接间隙过大，或过小，都会造成焊接时间发生变化，从而引起焊接能量的变化。正确间隙应在0.5-0.6毫米。焊接时间第十三页，共31页。第三节焊接(hànjiē)振幅焊接振幅焊接振幅A

焊接振幅是指焊接工具头产生的轴向运动大小。过大的焊接振幅会造成管子脆裂造成泄露，而过小振幅则无法将焊接能量输入管子材料内也会造成泄露。因此(yīncǐ)焊接振幅要根据焊接实验的经验值及各厂管子材料来确定。此外振幅过大还会引起焊接工具的加速磨损到致生产成本增加。焊接振幅变化原因：通常振幅是设备出厂前设定好的，如果出现振幅无法达到一定大而导致(dǎozhì)焊接能量无法提高，原因可能有以下几个方面：1、设备振幅出现漂移导致(dǎozhì)振幅减小（应找技术服务中心）2、换能器在长期使用后，由于压电陶瓷产生疲劳而导致(dǎozhì)振幅输出减小此时应更换换能器。判断如下：将换能器置换到几个正常的控制器上看振幅输出情况，如比其他换能器输出振幅小则应更换。第十四页，共31页。第四节焊接(hànjiē)能量焊接能量E焊接能量是测量管子是否接收足够焊接能量的参数。E=PXTXA=焊接压力(yālì)X焊接时间X焊接振幅在实际生产中，设备压力(yālì)是固定的参数，焊接振幅也是固定参数，也就是说只有焊接时间是变化的。焊接时间通常随着以下因素变化；1）管子的硬度，2）设备机械状况，3）是否正确操作焊接质量的好与坏取决与是否在焊接过程中给足管子能量，而能量是否足够又取主要取决于焊接焊接时间，也就是说管子越硬焊接时间越长，管子得到好的密封能量就越大，也使焊接工具磨损越大。因此我们要严格控制管子的硬度使焊接时间保持在一个合理时间内。焊接能量第十五页，共31页。第三章焊接材料(cáiliào)认知焊接材料机械特性对焊接效果起着重要(zhòngyào)作用1.焊接材料机械(jīxiè)特性2.焊接铜管要求

第十六页，共31页。第一节焊接材料机械(jīxiè)特性焊接材料机械特性对焊接的影响在材料机械强度过高且塑性变形能力较差时，易产生焊接能量高使焊接过热而加大焊接工具的磨损。在焊接工件上会发生脆性微观裂纹导致焊接效果不佳。对于机械强度较低的材料焊接后过高的塑性变形会影响双层分子位移后的结合强度。实验证明同样(tóngyàng)参数下不同物理参数的焊接材料焊接后得到完全不同的焊接效果。因此使用超声波焊接必须要控制焊接材料的物理特性。焊接材料的硬度会影响到焊接能量的变化，如焊接材料硬度加大则导致焊接时间延长，导致焊接能量加大，磨损加重。焊接材料中重要因素为：1、材料物理特性的稳定性（99%以上含铜量，杂质含量低）2、材料物理尺寸的稳定性（壁厚均匀，无气孔，划痕等）3、材料化学特性稳定性（无腐蚀，内壁无锈，无油等）焊接材料机械特性第十七页，共31页。第二节焊接(hànjiē)铜管要求焊接铜管要求产品供货状态：冷拔加软化热处理管管子质量要求：表面干净，光滑无裂纹，无槽状划伤，薄厚(bóhòu)均匀。内表面光亮无划痕，干燥无氧化物。化学成分要求；Cu不低于99.9P0.015-0.040机械强度要求;拉伸强度N/mm2延伸率%min屈服极限N/mm2硬度HB220-2704014045根据经验硬度选在40HB具有较好综合效果.焊接铜管物理尺寸要求：1）等厚度+或-0.03mm2）直径公差：0.2mm3）管子(guǎnzi)无扭曲第十八页，共31页。第五章焊接(hànjiē)操作篇1.焊前准备(zhǔnbèi)2.焊接(hànjiē)步骤

3.注意事项第十九页，共31页。第一节焊前准备(zhǔnbèi)每班开机前要求(yāoqiú)：1、检查电压、气压，然后进行超声波测试及气缸运行测验，如发现气缸运行速度不正常，应通知维修人员进行维修。2、当前班焊接次数达到3000次时，操作人员应向同个方向调整挡板位置，每次2~3mm。焊前准备每班生产前，必须进行首件焊接检查：1、焊接工具必须垂直于工艺(gōngyì)管。2、检查工艺(gōngyì)管焊后高度：壁厚为0.65mm的铜管，其焊后高度为0.80~1.0mm。壁厚为0.65mm的铜管，其焊后高度为0.80～1.0mm表面网纹要清晰明显。焊接面不允许有裂纹。3、对焊接的工艺(gōngyì)管进行高压充氮检漏。4、焊接压力0.4～0.6MPa焊接时间T2=1.18～1.25秒第二十页，共31页。第二节焊接(hànjiē)步骤切断式焊接步骤超声波焊接：移动超声波焊接头，将工艺管置于焊接头与砧座之间并保证焊接点与烧焊(shāohàn)区的距离不得少于40mm，然后一手扶快接头，一手按下焊接头上的按钮，进行焊接。(压缩机工艺在左边的先切压缩机工艺管，压缩机工艺管在右边的先切干燥过滤器上工艺管）放入周转箱：切断后将快接头上残留工艺管与快速接头分开，分别放入周转箱内。整管：用整管工装将焊接后的工艺管整理好，避免工艺管伸出箱体。切完第一个焊口，必须将管路整理好，残留工艺管与快速接头分离并整理好后，才可以切第二个焊口。第二十一页，共31页。第二节焊接(hànjiē)步骤非切断式焊接步骤超声波焊接1：移动(yídòng)超声波焊接头，将工艺管置于焊接头与砧座之间并保证焊接点与烧焊区的距离不得少于40mm，然后一手扶快接头，一手按下焊接头上的按钮，进行焊接。(压缩机工艺在左边的先切压缩机工艺管，压缩机工艺管在右边的先切干燥过滤器上工艺管）。超声波焊接2：拔下快速接头，将快接放入工装后再将超声波焊接头移到离第一个焊点不得少于30mm的地方再焊接一次，用工装将管路整理到位。第二十二页，共31页。第三节注意事项点检注意事项生产时，每小时对设备进行一次点检：1、看焊接部位的网纹是否被磨平,当焊接工具磨损后要及时更换否则会造成焊接泄露，当焊接次数达到(dádào)3000次时，操作人员应向同个方向调整挡板位置，每次2~3mm。2、当焊接次数达到(dádào)40000次时、焊接头发生裂纹、铁砧上的尖峰已经磨平应通知维修人员更换焊接头和焊接铁砧。3、检查电压、气压，然后进行超声波测试及气缸运行测验，如发现气缸运行速度不正常，应通知维修人员进行维修。4、填写设备点检记录。第二十三页，共31页。第三节注意事项焊接注意事项注意事项：1、焊点与烧焊区的距离均不得少于30mm。2、每两小时按要求对设备等进行一次点检。3、焊接头与铜管形成90度才能焊接,焊接头上(tóushànɡ)的铜屑应及时用毛刷清除。4、焊接面不允许有裂纹。第二十四页，共31页。第四章泄露原因(yuányīn)分析1.焊接工具(gōngjù)磨损造成泄露分析2.由于(yóuyú)管子状况导致焊接泄露分析

3.由于焊接方式导致泄露分析焊接泄露的原因设备参数设置问题焊接工具磨损问题焊接工艺问题第二十五页，共31页。第一节焊接工具磨损(mósǔn)造成泄露分析工具(gōngjù)头磨损造成泄露焊接工具磨损造成焊接泄露：在焊接参数设定无误的前提下，焊接发生泄露主要原因是焊接工具的磨损。在正常(zhèngcháng)机械设置情况下，焊接工具必须按照焊接次数来进行换面工作，这样做的目的是使焊接工具表面能够均匀磨损，而不会造成凸凹面。如果焊接工具产生凸凹面会使焊接处焊接高度无法控制导致泄露。焊接工具头发生裂纹后管子情况第二十六页，共31页。第一节焊接(hànjiē)基本知识重要提示：1）当焊接头发生裂纹时如再继续使用就会在焊接的管子上产生(chǎnshēng)突起痕迹，在突起部分的管子材料没有得到有效的焊接，使焊接发生泄露。因此在此种情况下，要更换新焊接工具头！2）当焊接头没有产生(chǎnshēng)裂纹但由于没有更换焊接面导致局部磨损严重，产生(chǎnshēng)凹形时，焊接不到管子的部分会发生泄露！工具头磨损造成(zàochénɡ)泄露焊接铁砧磨损造成泄露焊接铁砧磨损造成泄露：1）当焊接铁砧磨损后，首先导致间隙设定时无法得到正确间隙值。因为在凸凹不平的铁砧上无法将管子压到相应的高度！在焊接时凹进面无法得到充分的焊接导致泄露。2）假设焊接铁砧均匀磨损，但磨损到一定程度时，铁砧上的尖峰已经磨平，铁砧无法将管子夹住，使其随焊接头的运动而运动，无法将焊接能量输入到管子材料内，导致焊接泄露。第二十七页，共31页。第一节焊接(hàn