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超声波焊接机是如何产生热量的?
发布时间:2021-12-25浏览次数:17

超声波焊接技术具有经济、可靠、易于自动化集成等优点,是塑料焊接领域的常用技术。与传统热源与塑料直接接触不同,超声波焊接通过摩擦产生热量。

振幅、频率和波长
在超声焊接中,纵波以高频形式传播,产生低振幅的机械振动。焊机的电能转化为往复运动的机械能。为了了解振幅、频率和波长以及它们与加热的关系,我们需要了解超声焊机的主要部件。

超声波焊器、换能器、调幅器(有时称为喇叭)和焊接接头是超声波焊接机的主要部件。电源发生器的电压为120V/240V的50-60Hz电源转换为电压为1300V、运行频率为20-40Khz电源。这种能量提供给传感器。传感器使用圆盘压电陶瓷将电能转化为机械振动,即当高频电流通过压电陶瓷时,压电陶瓷会产生应变位移。

变换器将振动传递给调节器。调节器放大超声波振幅,并继续传输到焊接头。焊接头继续放大超声波振幅,并与零件接触。

能量转移到装配两部分的焊接肋。由于焊接肋设计有尖点,能量集中在尖点,摩擦在压力下产生热量。这种热量是由两种摩擦产生的,一种是材料上下部分之间的表面摩擦,另一种是材料内部分子之间的摩擦。正是摩擦产生的热量使上下部分熔化并连接在焊接位置。

了解加热速率

对于相同的材料,有三个因素决定了加热速率:频率、振幅和焊接压力15Khz、20Khz、30Khz或40Khz机器的频率是固定的。因此,焊接压力通常可以改变加热速率。一般来说,压力越高,加热速度越快。此外,振幅也可以改变。随着压力的变化,振幅越大,加热速度越快。

当然,过大的压力和振幅也会对材料退化、泄漏、裂纹和闪光等焊接质量产生不利影响。因此,超声焊接需要一个优化工艺参数的过程。确定参数后,焊接工艺输出稳定,焊接速度快,焊接强度高。这就是为什么超声焊接广泛应用于批量生产。

时间、距离、力量和能量

焊接所需的热量取决于材料类型、焊接设计和设备规格。传统的热控制方法是通过时间模式焊接,即焊接一定的时间,如0.2-1s(一般小于1s)。然而,今天的超声波焊接设备通常可以设置和监控焊接距离、功率和能量。经过适当培训的操作人员也可以根据实际情况和不同的材料调整参数,以获得一致的焊接结果。这也大大提高了焊接的灵活性和可靠性。

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