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超声波焊接技术详解

2014/11/22 11:06:27点击:
超声波焊接技术详解

超声波焊接的工作原理超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz40KHz的电能高频电能,供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能,调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。  焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置!! 振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化,  振动会在熔融状态物质到达其介面时停止,短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键,  整个周期通常是不到一秒种便完成,但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!

焊接: 指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时, 固体材料熔化,完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料,  只要产品的接合面设计得匹配, 完全密封是绝对没有什么问题的,

碟合: 熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。

嵌入: 将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。 具有强度高,成型周期短安装快速的优点!! 类似于模具设计中的嵌件!

   超音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。这种方式的优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。  点 悍  点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。点焊也能产生一个强有力的粘合构造,尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。  剪 切 切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。用这种方法密封的边缘不开裂,且没有毛边、卷边现象。 纺织品/胶片的密封  纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合,还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。

影响超音波焊接的因素 说起热塑塑料的可焊接力,不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。  聚合物结构 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化 及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度)才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备)才能取得超声波焊接的成功

聚合物:热塑性与热固性  将单体结合在一起的过程称为“聚合”。聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的,再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化,所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。  熔化温度 聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多. 硬度(弹力系数)  材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来,愈硬的材料其传导力愈强。

经验分享! 超声波熔接 : 以超声波频率振动的焊头,在预定的时间及压力下,磨擦生热,令塑胶接面相互熔合,既牢固,又方便快捷 超声波埋插:  由焊头送到金属及塑胶间的超声波震动,磨擦生热令塑胶接触面熔化,使金属椿挤入塑胶孔内。 超声波铆接,成形包覆:  塑胶件上的梢子,通过金属件的孔,以高震幅焊头震动梢端,使其熔解,顺着焊头的接触面变为铆钉形状,将金属板铆住 超声波点焊  将两层塑胶板焊接,焊头中央的导梢以超波震动攒穿上层塑胶板,由于震动能产生离析,塑胶接面间接产生磨擦热,令两层塑胶板熔接