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超声波焊接的原理

发布日期:2025-04-24 点击:0

基本原理是利用换能器系统使用电信号转换为高频机械振动。通过高速热磨擦,令塑胶熔合。按其它方式可分为直接与传导二种熔接方法。

直接熔接:即先使材质如线或带相互重叠,固定于塑胶熔接机类具上,让其能量转换器(HORN)直接在上面产生音波振动效能而熔接

传导熔接:即熔接时,离超声波振动,隔一段距离其音波振动传导熔接

超声波塑料焊接机

超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅,所加压力及焊接时间等三个因素,焊接时间和焊头压力是可以调节的,振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值,能量超过适宜值时,塑料的熔解量就大,焊接物易变形;若能量小,则不易焊牢,所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积

超声波金属焊接原理

超声波金属焊接原理是利用超声频率(超过16KHz )的机械振动能量,连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时,既不向工件输送电流,也不向工件施以高温热源,只是在静压力之下,将线框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升.接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接.因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象.超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接.可广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接。

焊接种类

1、超声波塑料焊接

热塑性塑料在超声波振动作用下,由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。

热塑性塑料焊接注意事项:

A.舌榫的设计保证在焊接周期中对位方便。

B.焊线设计纤细,但必须有足够的可熔化材料令焊接面熔合。具体设计方式要视乎应用在焊接何种工件设备中。焊接压力、震幅等参数可调,保证焊头能接触到焊接面并施压,下工件为接受压力部份,置于底模中不动。焊头因产生超声波高频,令上工件生热震动,因而能与下工件熔合,焊头停止震动后,压力保持,令熔解位置冷却成型。整个焊接时间大多为少于一秒。

优点

  • 焊接速度快,焊接强度高、密封性好;
  • 取代传统的焊接/粘接工艺,成本低廉,清洁无污染且不会损伤工件;
  • 焊接过程稳定,所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控,一旦发现故障很容易进行排除和维护。
  • 2、超声波金属焊接
超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工;缺点是所焊接金属件不能太厚(一般小于或等于5mm)、焊点位不能太大、需要加压。
超声波金属焊接是一种机械处理过程,在焊接过程中,并无电流在被焊件中流过,也无诸如电焊模式的焊弧产生,由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此对于有色金属材料来说,无疑是一种理想的金属焊接设备系统,对于不同厚度的片材,能有效地进行焊接。
优点: 

  • 焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。

  • 焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。

  • 对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。

  • 焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。

  • 焊接无火花,环保安全。

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