东莞市国威自动化设备有限公司
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为了获得完、可重复的超声波熔焊方式,必须遵循三个主要设计方向:
1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话,接触面尽量在同一个平面上,这样可使能量转换时保持一 致。
2.最初接触的两个表面必须小,以便将所需能量集中,并尽量减少所需要的总能量(即焊接时间)来完成熔接。
3.找到适合的固定和对齐的方法,如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。
如选择超声波焊接机的频率,为何使用40kHz的设备时有严格的尺寸限制。40kHz的焊头尺寸大约是20kHz的焊头尺寸的一半,因此,可以焊 接的零件尺寸同样受限制。将尺寸较小的焊头的各个单元进行机械连接就能焊接较大的焊接件。然而,可以焊接的零件的尺寸也受到高频设 备1000W的功率的限制(由于转换器内晶体较小)。 比较起来,20kHz的焊机有5ooow的功率(大多数焊机功率只有1000w)。对于20kHz的 焊机功率要求较大,使得能耗和操作费用升高。
如选择超声波焊接机的频率,除了这部分讨论的20kHz、35kHz或40kHz三种主要的频率,也可以使用频率为15kHz,30kHz和70kHz的焊机,并 且对于特定应用能得到结果。低频设备允许大振幅、大零件或长距离焊接。高频设备在焊接脆性零件时更,而且不会损坏附近的区域和 元件,界于低、高频中间的设备可获得优化的性能。
超声波模治具架设不准确受力不平均原理
在一般认为超音波作业时,产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该 的熔接效果,其实这只是表面的看法,超音波既然是摩擦振,就会产生 音波传 导的现象 .我们如果单只观察硬件(模治具)的稳合程度,而忽略了整合型态的超音 波作业方式,必定会产生舍本逐末或误判的后果, 所以在此必须先强调超音波 熔接的作业方式是传导音波,使成振动摩擦转为热能而熔接 . 这时候超音波模治 具的稳合程度、产品截面的高低、 肉厚、深浅、材质的组织,必定无法是百分 之百承受相同的压力。
另一方面上模( H o r n ) 输出的能量,每一点都有其误差值,并非整个面发 出的能量都相同。就这整体而言,势必产生产品熔接线熔接程度 的差异。所以 也就必须作修正,如何修正,那就是靠超音波熔接机本身的水平螺丝,或是贴 较薄的胶带或铝箔来克服了。
塑料产品材质配合不当
每一种塑料材质的熔点,各有不同,例如 ABS 塑料材质的熔点约 115 C,
耐隆约 175 C 、 PC 之 145 C 以上 、 PE 约 85 C 为例: ABS 与 PE 二种材质的 熔点差距太大,超音波熔接势必困难。而 ABS 与 PC 二种 材质,亦有差距, 但已非前项差距如此之大,是以尚可熔接,但在超音波功率相同,能量扩大相 同的情况下,相异的塑料材质,绝无法比相同 材质的熔接效果好。
超声波台输出能量不足
超声波焊接是如何工作的 。
超声波焊接原理是通过超声波发生器将 50/60 赫兹电流转换成 15 、 20 、 30 或 40 千赫兹电能。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,随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部 ,在该区域,振动能量被通过摩擦方式转换成热能,将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料,还可以加工织物和薄膜。
一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器,换能器 / 调幅器 / 焊头三联组,模具和机架。
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