铝箔分切机的超声波焊接机原理使用及常见故障

铝箔超声波焊接技术交流李书山

2017年11月CONTENTS01超声波焊接的原理与主要组成02超声波焊接机的应用和焊接装置组成03超声波焊接装置的主要调节参数04常见故障的分析及处理2什么是超声波？超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹-30兆赫兹。

我部X台立式分切机使用的

KLN588

型超声波焊接机、是德国凯临恩公司生产的一种多用途焊接机。该焊接机造价高昂，是世界上最先进的超声波焊接机。它在焊接过程中,既无电流在被焊体中流过,也无诸如电焊模式的电弧产生。由于超声波焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此,对于不同厚度的有色金属箔、片、带材等都能有效地进行理想的焊接,尤其是对最难焊接的铝及其合金材料的焊接质量,更能突出其无可比拟的优越性能。因而超声波焊接机在铝箔分切机焊接中得到广泛应用。超声波焊接机在我事业部的应用1、分切机的超声波焊接原理与主要组成

铝箔超声波焊接就是先将交流工频电转变成高频电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，从而将再高频振动能量传递至焊盘，在焊盘与被焊接的铝箔间加压并传送振动能量，使得两面铝箔表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，从而达到焊接熔合的效果。组成：超声波焊接机主要由超声波发生器、换能器、焊盘及连接专用电缆组成。

①超声波发生器的主要作用是将220V,50Hz的交流电源通过电子线路转化成超声频率为≥20kHz的电振荡高频信号，它主要由电子振荡器、电压放大器、功率放大器和输出变压器等部分组成，其中电子振荡器是超声波发生器的最重要的部件，可以说是超声波发生器的心脏，它具有频率自动控制(AFC)功能。随着集成电路、半导体和功率器件的快速发展，超声波发生器也正在向大功率、小体积、模块化和智能化方向发展，使得频率、振幅、功率控制更加稳定、可靠。超声波发生器组成：超声波焊接机主要由超声波发生器、换能器、焊盘及连接专用电缆组成。

②换能器，一听名字就知道是能量转换的装置，它就是将超声波发生器产生的高频电能转换成机械振动，并通过增幅轴传递至焊盘的能量转换增幅装置。特别注意的是它不仅能转换能量还能增幅。换能器组成：超声波焊接机主要由超声波发生器、换能器、焊盘及连接专用电缆组成。

③焊盘是由特殊材料制成的形状如碟盘般，主要是将机械振动能直接传输到需压合焊接铝箔间的一种声学装置。焊盘2、超声波焊接机的机架组成将超声波焊接机应用在铝箔分切机上进行铝箔的焊合，不仅仅只需要超声波焊接机就可以完成焊接操作，还需配套相应的机械传动、位置检测、机构旋转和压力调节控制等装置，如行走机构、升降机构、压紧调节机构。行走、升降机构由电机驱动，压紧装置由气缸控制，并可调整压力。发生器的振幅、行走速度(焊接时间)、焊盘的接触压力可根据铝箔厚度进行调整。这样才能在铝箔分切机上进行铝箔的焊合。3、超声波焊接装置的主要调节参数由于铝箔所具有的独特金属性能，对它的焊接性能要求比较高，压力和振幅等参数调整不合适极容易造成铝箔断裂或产生孔洞，致使金属材料抗拉强度不够。从而在加工的时候发生断带现象，出现更多废料。因此，在对不同厚度和合金规格的铝箔进行焊接时，需要对相应的参数进行调整。振幅大小01焊接时间02焊接频率03接触压力043、超声波焊接装置的主要调节参数振幅大小振幅是铝箔焊接过程的一个关键参数，这就相当于电铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度高就会使原材料氧化或导致结构破坏而强度变差。超声波焊接机在工作时，它的输出振幅是恒定的，并需根据不同的焊接材料进行精确调整。振幅通过调节旋钮使振幅在额定振幅的30%一100%范围之间变化，同时对应额定焊接输出功率在6%-100%范围的变化。焊接机输出功率和振幅调节范围的关系，增大焊接机的振幅，焊接机的输出功率将相应变化，这就为焊接不同材质、不同厚度的铝箔提供了基础。用于调节超声波发射的持续时间，最大调节时间为999ms，一般的要根据焊接材料及厚度进行设定，但是通常超过1.5S熔接时间均可视为熔接失败。焊接时间调节焊接机的中心频率，一般出厂时已经调整好，无需调整。焊接频率气动部分主要作用是在焊接过程中完成焊盘加压、保压等压力工作。包括节流阀、气压调节旋钮。节流阀用于调节气缸的上、下速度。气压调节旋钮调节工作气压，从而控制焊盘与铝箔的接触压力。接触压力常见故障类型(1)超声波发生器无输出;(2)接头焊接不牢;(3)焊缝焊接不连续。4、常见故障分析及处理常见故障的分析及处理常见故障的分析及处理常见故障原因

焊接机的机械振幅由超声波发生器和焊接机系统产生,并在整个焊接过程中始终保持恒定(设定的振幅值),要求系统振幅一定要尽可能地与焊接情况匹配。振幅调整和功率输出不匹配常见故障的分析及处理常见故障的分析及处理在焊接过程中,超声波系统可以使焊接机在负荷和焊接压力不足时,保持恒定的机械振幅。但由于焊接机振幅和超声波发生器的高频电流成正比,因此焊接机的电压也随着负荷和功率的增加而增大,其值可以从仪表上读取。

焊接功率与振幅、焊接压力的选择常见故障的分析及处理常见故障的分析及处理增加焊接盘触点压力和振幅可以提高其输出功率,从而提高焊接的可靠性。当然靠增加振幅而提高输出功率是有一个界限的,如果超声波发生器发射的功率超过正常值,其动态过载保护电路将动作,此时仪表指针位于红色区域并且LED过载灯亮,这种过载状态一定要避免。否则,经常过载导致焊接机损坏。常见故障原因焊接机的动态过载保护电路可以保护超声波发生器和焊接机以防过载而受损坏,当需要的功率超过正常功率或系统频率不完全匹配时,过载保护电路断开,并一次性记录下来,剩余的能量被送回电网,故障消除后,系统将在正常工作条件下继续工作。超声波发生器内装有一个热控制器,如果电源温度超过其安全工作温度,发生器内的电源开关断开,直到电源温度下降到安全工作温度,发生器方能继续工作。

动态过载保护动作常

过热保护动作常常见故障处理(1)检查电源温度是否超过安全工作温度,过热或过载保护是否动作,散热器通风是否良好。(2)检查主电源插座、