超声波焊接机的工作原理以及如何控制温度
原理
当超声波接触到塑料件之后,会在接触面上产生高频振动(能够达到每秒几万次),高频振动能够传导能量,将能量传导到焊接区域,而焊接区有一个特点就是阻抗大,当能量传导到这里后就会在局部产生高温,就可以将塑料件熔化掉,然后再对塑料件施加一定的压力,使两个塑料件融合在一起,当超声波停止作用之后,过一段时间凝固成型,就可以完成两个塑料件的熔接
超声波塑料焊接机
超声波焊接机的工作原理以及如何控制温度
原理
当超声波接触到塑料件之后,会在接触面上产生高频振动(能够达到每秒几万次),高频振动能够传导能量,将能量传导到焊接区域,而焊接区有一个特点就是阻抗大,当能量传导到这里后就会在局部产生高温,就可以将塑料件熔化掉,然后再对塑料件施加一定的压力,使两个塑料件融合在一起,当超声波停止作用之后,过一段时间凝固成型,就可以完成两个塑料件的熔接。电子行业是目前使用超声波塑焊机较的行业,旋转熔接原理是针对塑料圆形之热可塑性产品而设计,藉由塑料工件相互摩擦所产生之热力,使塑料工件接触面产生熔解,再靠外在压力,驱动促使上下工件凝固为一体,成为长久性的结合。
温度
超声波焊接机在焊接时的温度该如何控制呢?德召尼克小编在这里介绍一下:一、下降速度、缓冲太快:此一形成的速度,使动态压力加上重力加速度将把超声波导熔线压扁,使导熔线无法发挥导熔的作用,形成假相熔接。首先,材料的硬度对温度有很大的影响,材料的硬度越大,传导振动的能力就会越好。而塑料件处于熔融状态的时候会比较软,这样就会使传导能力减弱,分子间的摩擦变弱,超声波的能量就很短的时间内就会停止。所以,在焊接的时候,超声波焊接机的温度需要比焊接塑料件的熔点温度稍高点。
台州市锦亚机械制造有限公司是一家生产塑料线性振动摩擦焊接机,热铆焊接机,热板焊接机,多头非标型超声波塑料焊接机,以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。
超声波塑料焊接工艺
超声波焊是一种快捷,干净,有效的装配工艺,用来装配处理热塑性塑料配件,及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结,朔胶制品与金属配件 的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结。它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺,是一种成熟的装配技术。超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。很多超声波焊接机操作人员经验不足,在为超声焊接机更换超声波塑料焊接模具后,就出现了产品焊接效果差、不达标的现象,员工对操作不熟悉,往往也检查不出来是哪里出现了问题,就会说“明明刚才超声波焊接机还好好的,怎么一下子就出问题了。
超声波焊接的局限性
尽管超声波焊接有众多的优点,但超声波焊接也有一定的局限性,在选择超声波焊接工艺之前和进行超声波焊接塑胶件零件设计时,产品设计工程师必须清楚了解超声波焊接的局限性,并通过合理零件设计来避免超声波焊接缺陷的产生、提高焊接的质量。
1) 材料的限制性;超声波焊接并不能够焊接所有的塑料,这是超声波焊接局限性。有的塑料焊接性能好,有的塑料焊接性能差;而且超声波焊接一般仅适合于同一种或者类似塑料之间的焊接。如果两个塑胶件材料不同,多数时候超声波焊接无能为力。因此,一旦选定超声波焊接工艺,就不能轻易更改零件材料。有工程师曾经向笔者反映,为何ABS材料的两个塑胶件进行超声波焊接时,焊接质量非常好,但由于其它设计要求,把一个塑胶件的ABS材料换成PBT,就很难焊上?超声波的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,可用于测距、检测、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。就是这个原因。
2) 不可拆卸性;超声波焊接是不可拆卸性连接,无法进行返工;一旦两个零件通过超声波焊接装配成一体,如果发现产品出现质量问题,就无法进行返工。
3) 零件大小和形状的限制;中小型的塑胶件适合超声波焊接,尺寸一般小于250X300mm,较大的零件可能需要多个焊接工序。而且超声波焊接一般适用于形状比较单一的塑胶件,形状复杂的塑胶件有可能焊接质量较低。
4) 超声波的能量很大,在焊接过程中有可能造成塑胶件本身因为强度不够而发生损坏,同时也可能造成产品内部其它零部件损坏。因此,在进行产品设计时,尽可能增加塑胶件的强度和产品内部其它零部件的强度,或者将零部件远离焊接区域,尽量把强度不高的其它零部件安排在超声波焊接工序之后再进行装配。而塑料件处于熔融状态的时候会比较软,这样就会使传导能力减弱,分子间的摩擦变弱,超声波的能量就很短的时间内就会停止。
5) 超声波对于人的听力有伤害,应准备好劳保用品。
超声波焊接的微观过程
从微观上来看,当两个塑胶件从开始接触到后熔合在一起,可以分为四个阶段:
阶段:开始熔化阶段。在这一阶段,两个焊接零件表面间的摩擦和内部摩擦产生热量,塑料开始受热熔化。
第2阶段:连接阶段。在这一阶段,两个零件开始熔化在一起,形成较薄的熔合层,随着热量的增加,熔合层的厚度继续增加。
第3阶段:稳态熔流阶段。在这一阶段,熔合层的厚度继续增加,直到达到一定的厚度保持不变,振动停止。
第4阶段:保压/冷却阶段。在这一阶段,在焊接压力的保持下,熔流开始冷却凝固,两个塑胶件终焊接成一体。
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