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超声波焊接机

工控家百科顾问团

贡献者:工控家001  最后更新:2019-01-25 09:22:51  浏览数:155

超声波焊接机按照自动化水平可以分为自动焊接机、半自动超声波焊接机、手动焊接机,对于现代化企业来讲,自动化水平越高越有利于企业流水线生产,所以自动焊接机的使用是企业未来的一个趋势

关键词: 超声波焊接机概述工作原理应用分类选型指南维护保养注意事项故障排除


1概述

超声波焊接机按照自动化水平可以分为自动焊接机、半自动超声波焊接机、手动焊接机,对于现代化企业来讲,自动化水平越高越有利于企业流水线生产,所以自动焊接机的使用是企业未来的一个趋势。


2工作原理

超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,便达成完美的焊接。

3应用

超声波焊接机主要用于热塑性塑料的二次连接,相比其他传统工艺(如胶粘、电烫合或螺丝紧固等),具有生产效率高、焊接质量好、环保又节能等显著优点。超声波塑料焊接设备被广泛应用于医械、包装、汽配、渔具等行业,如一次性输液过滤器及血浆分离杯、自封袋、塑料酒瓶盖、洗碗机水轮、塑料玩具、车灯、塑料假鱼饵、充电器外壳和手机吊带的焊接、一次打火机外壳的焊接等等,制造车身塑料零件,汽车车门、汽车汽车仪表、车灯车镜、遮阳板、内饰件、滤清器,反光材料、反光道钉、保险杠、拉索、摩托车用塑料滤清器、散热器、制动液罐、油杯、水箱、油箱、风管、尾气净化器、托盘滤板;塑胶电子:预付费水表电表,通讯设备,无绳电话,手机配件,手机壳,电池壳,充电器、阀控式密封维护铅酸蓄电池,3寸软盘,U盘,SD卡,CF卡,USB接插件、蓝牙;玩具文具:文件夹,相册,折盒,PP中空板,笔套,墨盒,硒鼓,;医用日用:手表,厨具,口服液瓶盖,点滴瓶盖、手机饰件,金柔刷,日用品,卫生用品,儿童用品,空气床垫,衣架,刀柄,园艺用品,橱具洁具,花洒,金柔刷,淋浴头,防伪瓶盖,化妆品瓶盖,咖啡壶,洗衣机、空气除湿机,电熨斗、电水壶、吸尘器,音箱金属面盖及土木格栅等。

4分类

超声波焊接机按照自动化水平可以分为自动焊接机、半自动超声波焊接机、手动焊接机。

5选型指南

选购超声波焊接机取决于塑料产品的材质和焊接面积。材质:如ABS很好焊所对应的超声波功率小一点,其它如PC,PA,PP,PBT,聚甲醛则超声波功率要大一点。焊接面积:面积小的则用超声波功率小一点的,面积较大的则要超声波功率稍微大一点。

1、要选取正确的可焊接的材料。在实际生产过程中,只有分子结构相同或相近的热塑性塑料才能进行焊接。在焊接面上是分子间的化学结合,所以母体材料越相近,焊接效果越好。同时,塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系,它们改变了材料的物理特性。填充物含量超过30%时,由于表面塑料比例不足,分子间融合的不够,会降低焊接密封性。

2、还要根据材料种类和制品形状、成本的的高低采取适当的焊接方法。按所采用的加热软化方式的不同,塑料焊接可分为通过外加热源、机械运动及电磁作用软化等几种。

 


6维护保养

超声波焊接机的日常维护和保养,基本就是以下几点:

1、保持零件散热通风之良好。

2、定期检查电线接头是否松动。

3、焊头、底模及工作物常保持清洁。

4、升降清槽、螺杆等定期摸黄油脂,并保持清洁。

5、工作场所保持空气畅通,周围温度不可过高。(40°C以下)

6、定期清洗空气滤清器,应使用清洗剂或水,不可使用挥发性 之溶剂。

7、机械定期擦拭,但不可使用液体清洗,发振箱上方勿重压或 放置流体物。

8、搬运机器时,发振箱应与机体分开(拆开电缆插座),搬运必 须小心,勿受撞击。

9、长时间不使用时,请将本机外观擦拭上油保养,并盖上附机之封套,置于干燥通风场所。

10、每月应打开控制箱上盖,用干净不带水份空气枪,清除箱内粉尘。

 


7注意事项

超声波焊接机焊接时需要关注的几个要点:

1、超声波接缝面积要符合一定要求

当超声瞬间能量产生时,焊接缝面积越大,能量分散越严重,超声波焊接效果越差,甚至无法超声焊接。另外超声波是纵向传波的,能量损失同距离成正比,远距离超声焊接应控制在6厘米以内。超声焊接线应控制在30----80丝之间为宜,工件的臂厚不能低于2毫米,否则不能良好熔接,特别是要求气密的产品。

2、超声波热阻要达到工件的熔点

超声波换能器把电能转换为机械后,通过工件物质分子进行传导,超声波声波在固体中地传导声阻远小于在空气中的声阻,当超声波焊接通过工件接缝时,缝隙中的声阻大,产生的热能相当就大。温度首先达到工件的熔点,再加上一定的压力,使接缝熔接。而工件的其它部分由于热阻小,温度低不会熔接。

3、超声波焊接机焊头要严格检验

正规超声波焊头生产商进料都有一套严格地检验程序,加工尺寸都是经过计算机软件模拟和校验后加工出来的。品质才有保障。这些工序一般作坊是无法做到的,如不经过合理地设计,做出的超声波焊头,在超声焊接小工件时,反应问题还不明显,当大功率超声时就会出现各种弊端。严重时直接损坏功率元件。

4、超声波焊接机的输出功率要衡定

超声波焊接机输出功率的大小,同压电陶瓷片的直径和厚度、材质、设计工艺决定,一但超声波换能器定型,最大功率也就定型了,衡量输出能量的大小是一个复杂的过成,不是超声波换能器越大,电路使用超声波功率管越多,输出能量就越大,它须要相当复杂的振幅测量仪,才能准确测量其振幅。

5、超声时两种工件一定要可以熔接

不同种材质之间有的能更好地焊接,有的是基本能相熔,有的是不相熔的。同一材料之间熔点是相同的,从原理讲是可以焊接的,但是当要焊接的工件的熔点大于350℃时,就不在适合用超声焊接了。因为超声是瞬间使工件分子溶化,判断依据是在3秒之内,不能良好熔接,就应该选择其它焊接工艺。如热板焊接等。一般来讲ABS料是最容易焊接,尼龙或PP料是最难熔接的。

 


8故障排除

在超声波焊接机作业中,超声波焊接机最常见的三大故障是:超声波电流过载不正常、超声波发热不正常及超声波产品时出现啸叫不正常。

1、超声波电流过载不正常

当发生器发出过载警报时,应按如下步骤进行检查:

(1)有时会出现空载测试正常,而不能正常工作的情况,有可能是焊头等声能原件内部发生变化,导致声能传递不畅,这里有一个比较简单的判断方法:手触摸法。正常工作的焊头或变幅杆表面工作时振幅是非常均匀的,手摸上去是丝绒般的顺滑,当声能传递不畅时,用手摸上去会有气泡或毛刺的感觉,这时就要采用排除法去排除有问题的部件。发生器不正常时,也能产生同样的情况,因为正常来说检测换能器输入波形时应为顺滑的正弦波,当正弦波上有尖峰或不正常波形时也能产生这种现象,这时可以用另外一整枝声能元件替换以判别。

(2)超声波空载测试,如工作电流正常,则可能是超声波焊头接触到不应接触的物件或超声波焊头与焊座之间的参数调节出现故障。

(3)超声波空载测试不正常时,应首先观察超声波模具是否有裂纹,安装是否牢固,然后拆下焊头再进行空载测试,排除是否是换能器+变幅杆出现问题,一步步进行排除。排除掉换能器+变幅杆出现故障的可能性后,将新的焊头拆换以判断。

2、超声波发热不正常

超声波模具在工作时会有一定的发热现象,这是由于材料本身的机械能损耗及超声波物件发热传导所致。超声波模具发热是否正常判断标准为不带负载(即不接触工件)时,连续发射超声波半小时以上,温度不能够超过50-70℃,如发热历害,证明超声波模具已损坏或材料不合格,需要更换。

3、超声波产品时出现啸叫不正常

当超声波模具工作时出现啸叫时,应分析以下原因:

(1)模具是否和不应接触的物件相接触。

(2)安装螺丝是否已松动?

(3)超声波模具是否产生裂纹?

 


参考资料

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