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超聲波塑料焊接設(shè)備圖 當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng)，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng)，通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素，焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值，能量超過(guò)適宜值時(shí)，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個(gè)最佳壓力是焊接部分的邊長(zhǎng)與邊緣每1mm的最佳壓力之積。 超聲波塑料焊接的方法1、熔接法：超聲波振動(dòng)隨焊頭將超聲波傳導(dǎo)至焊件，由于兩焊件處聲阻大因此產(chǎn)生局部高溫件交界面熔化。在一定壓力下，使兩焊件達(dá)到美觀(guān)、快速、堅(jiān)固的熔接效果。 2、埋植(插)法：螺母或其它金屬欲插入塑料工件。首先將超聲波傳至金屬，經(jīng)高速振動(dòng)，使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi)，同時(shí)將塑膠熔化，其固化后完成埋插。 3、鉚接法：欲將金屬和塑料或兩塊性質(zhì)不同的塑料接合起來(lái)，可利用超聲波鉚接法，使焊件不易脆化、美觀(guān)、堅(jiān)固。 4、點(diǎn)焊法：利用小型焊頭將兩件大型塑料制品分點(diǎn)焊接，或整排齒狀的焊頭直接壓于兩件塑料工件上，從而達(dá)到點(diǎn)焊的效果。 5、成型法：利用超聲波將塑料工件瞬間熔化成型，當(dāng)塑料凝固時(shí)可使金屬或其它材質(zhì)的塑料牢固。 6、切除法：利用焊頭及底座的特別設(shè)計(jì)方式，當(dāng)塑料工件剛射出時(shí)，直接壓于塑料的枝干上，通過(guò)超聲波傳導(dǎo)達(dá)到切除的效果。 超聲波塑料焊接機(jī)的組成及其作用 超聲波塑料焊接機(jī)由氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機(jī)械裝置等組成。 1、氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 包括有：過(guò)滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。 工作時(shí)首先由空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)沖程氣缸，以帶動(dòng)超聲換能器振動(dòng)系統(tǒng)上下移動(dòng)，動(dòng)力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定。 2、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)由時(shí)間繼電器或集成電路時(shí)間定時(shí)器組成。主要功能是：一是控制氣傳動(dòng)系統(tǒng)工作，使其焊接時(shí)在定時(shí)控制下打開(kāi)氣路閥門(mén)，氣缸加壓使焊頭下降，以一定壓力壓住被焊物件，當(dāng)焊接完后保壓一段時(shí)間，然后控制系統(tǒng)將氣路閥門(mén)換向，使焊頭回升復(fù)位；二是控制超聲波發(fā)生器工作時(shí)間，南方力勁控制系統(tǒng)使整個(gè)焊接過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作時(shí)只啟動(dòng)按鈕產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，便能自動(dòng)地完在本次焊接全過(guò)程。整個(gè)控制系統(tǒng)的順序是：電源啟動(dòng)一觸發(fā)控制信號(hào) 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲波發(fā)生器工作，發(fā)射超聲并保持一定焊接時(shí)間 去除超聲發(fā)射 繼續(xù)保持一定壓力時(shí)間 退壓，焊頭回升 焊接結(jié)束。 3、超聲波發(fā)生器 （1）功率較大的超聲波塑料焊接機(jī)，發(fā)生器信號(hào)采用鎖相式頻率自動(dòng)跟蹤電路，使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致。 （2）功率在500W以上的超聲波塑料焊接機(jī)所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器，也具有一定的頻率跟蹤能力。 4、超聲波塑料焊接機(jī)使用的聲學(xué)系統(tǒng) （1）換能器 超聲波塑料焊接機(jī)用的聲學(xué)系統(tǒng)包括三個(gè)部分：1驅(qū)動(dòng)部分2固定部分3工作部分。在以上三個(gè)組成部分中，驅(qū)動(dòng)是核心，一般采用螺栓夾緊的縱向振動(dòng)換能器，其中半波長(zhǎng)縱向振子與四分之一的波長(zhǎng)縱向振子，半波長(zhǎng)縱向振與半波長(zhǎng)聚能器相連接組成一個(gè)全波長(zhǎng)塑料焊接換能器，而四分之一波長(zhǎng)縱向振子與四分之一波長(zhǎng)聚能器相連，組成一個(gè)半波長(zhǎng)換能器。 �。�2）工具頭 對(duì)不同的焊接對(duì)象需要有不同工具頭，不管是近場(chǎng)焊接還是傳輸焊接，只有半波長(zhǎng)的工具頭才能使焊接端面達(dá)到最大的振幅。工具頭，有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種，南方力勁塑料焊接機(jī)用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭，所用材料通常為鋁合金，其端面鍍硬質(zhì)合金，功率較大時(shí)也有用鈦合金材料制成的，該材料疲勞強(qiáng)度比鋁合金高一倍多。 超聲波塑料焊接機(jī)的型號(hào)與規(guī)格 超聲波塑料焊接機(jī)由于使用場(chǎng)合及焊接材料不同，焊接尺寸大小不一樣，其規(guī)格也是各式各樣的。其輸出功率從手工焊接機(jī)的幾十瓦到大型機(jī)的幾千瓦，頻率一般在15KHz到40KHz范圍內(nèi)。 超聲波塑料焊接機(jī)適用行業(yè)以及產(chǎn)品 超聲波塑料焊接機(jī)普遍運(yùn)用于汽車(chē)行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、家電行業(yè)、無(wú)布服裝、辦公用品、包裝行業(yè)、玩具行業(yè)等。比如車(chē)身塑料零件，汽車(chē)車(chē)門(mén)、汽車(chē)汽車(chē)儀表、車(chē)燈車(chē)鏡、遮陽(yáng)板、內(nèi)飾件、濾清器，反光材料、反光道釘、保險(xiǎn)杠、拉索、摩托車(chē)用塑料濾清器、散熱器、制動(dòng)液罐、油杯、水箱、油箱、風(fēng)管、尾氣凈化器、托盤(pán)濾板；塑膠電子：預(yù)付費(fèi)水表電表，通訊設(shè)備，無(wú)繩電話(huà)，手機(jī)配件，手機(jī)殼，電池殼,充電器、閥控式密封維護(hù)鉛酸蓄電池 ，3寸軟盤(pán)，U盤(pán)，SD卡，CF卡，USB接插件、藍(lán)牙；玩具文具：文件夾,相冊(cè),折盒，PP中空板，筆套，墨盒，硒鼓,；醫(yī)用日用：手表，廚具,口服液瓶蓋，點(diǎn)滴瓶蓋、手機(jī)飾件，金柔刷，日用品，衛(wèi)生用品，兒童用品，空氣床墊，衣架，刀柄，園藝用品，櫥具潔具，花灑，金柔刷，淋浴頭，防偽瓶蓋，化妝品瓶蓋，咖啡壺，洗衣機(jī)、空氣除濕機(jī)，電熨斗、電水壺、吸塵器，音箱金屬面蓋及土木格柵等。 超聲波塑料焊接的幾種操作方法 1、 熔接法 超聲波振動(dòng)隨焊頭將超聲波傳導(dǎo)至焊件，由于兩焊件處聲阻大，因產(chǎn)生局部高溫使焊件交界面熔化。在一定壓力下，使兩焊件達(dá)到美觀(guān)、快速、堅(jiān)固的熔接效果。 2、 埋插法 螺母或其它金屬欲插入塑料工件。首先將超聲波傳至金屬，經(jīng)高速振動(dòng)，使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi)，同時(shí)將塑膠熔化，其固化后完成埋插。 3、 鉚接法 欲將金屬和塑料或兩塊性質(zhì)不同的塑料接合起來(lái)，可利用超聲波鉚接法，使焊件不脆化、美觀(guān)、堅(jiān)固。 4、 點(diǎn)焊法 利用小型焊頭將兩件大型塑料制品分點(diǎn)焊接，或整排齒狀的焊頭直接壓于兩件塑料工件上，從而達(dá)到點(diǎn)焊的效果。 5、 成型法 利用超聲波將塑料工件瞬間熔化成型，當(dāng)塑料凝固時(shí)可使金屬或其它材質(zhì)的塑料牢固。 6、 切除法 利用焊頭及底座的特別設(shè)計(jì)方式，當(dāng)塑料工件剛射出時(shí)，直接壓于塑料的枝干上，通過(guò)超聲波傳導(dǎo)達(dá)到切除的效果。 超聲波熔接特性與材料 ABS 丙烯晴丁二烯 苯藝烯共聚物,質(zhì)輕，兼具軔性，剛性與耐化學(xué)品性，用途廣泛，此材質(zhì)導(dǎo)熱性佳，特別適合超聲波溶接。 General purpose ps 一般聚苯乙烯,比重輕，對(duì)水及化學(xué)物之抗蝕性強(qiáng)，安定、絕緣性佳，特別適合于射出及押出成形，常用于玩具、裝飾品、盂洗設(shè)備、磐子、透鏡、浮動(dòng)輪等的制造。由于彈強(qiáng)性系數(shù)高，適合超聲波熔接。 Acrylics 壓克力,硬度大、耐重?fù)�、不受酸之作用，有高度光學(xué)明晰性，著色性良好，常用于汽車(chē)尾燈、義表板、獎(jiǎng)?wù)隆⑺堫^把手等。用于超聲波溶接時(shí)，須注意衰明度問(wèn)題。 Impact ps 耐重?fù)艟郾揭蚁?/p> Acetal 縮醛,抗張及耐壓強(qiáng)度高，耐磨性佳，最具強(qiáng)軔及強(qiáng)性，常用作接練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨系數(shù)低，用超聲波熔接時(shí)需高振動(dòng)幅度及較長(zhǎng)的熔接時(shí)間。 20-30% glass Filled PS �？棌�(qiáng)化聚苯乙烯 Celluloeics 酯酸織維性物質(zhì) ,超聲波振動(dòng)時(shí)材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸收能量，熔接較困難。 Unmodified PP 聚丙烯 ,比重輕，有良好絕緣性，強(qiáng)度高，能耐熱及化學(xué)劑的侵蝕，抽絲后可制成繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音樂(lè)外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質(zhì)因彈性系數(shù)低，易衰減聲波振動(dòng)，較難熔接。 超聲波焊接機(jī)工作要領(lǐng) 注意焊頭不可以任意修改，否則會(huì)改變其諧振頻率及機(jī)械強(qiáng)度，容易導(dǎo)致?lián)Q能器或電器零件損壞。 超聲波焊接機(jī)操作要領(lǐng)： 機(jī)器工作原理： 將220V/50HZ的電源供電，轉(zhuǎn)變?yōu)?0KHz或15KHz的高壓電能，利用換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械振動(dòng)經(jīng)二級(jí)桿放大經(jīng)焊頭傳遞至被加工物，利用空氣壓力，產(chǎn)生工件接觸面加壓摩擦熔接的效果。安裝程序： A：將機(jī)架上的三根電纜分別接入底座和發(fā)生器的插座上，并擰緊。 B：安裝好換能器系統(tǒng)，并擰緊固定螺絲。 C：調(diào)整機(jī)架高度并擰緊機(jī)體固定把手。 D：觀(guān)察底座上急停開(kāi)關(guān)是否復(fù)位，如未，請(qǐng)復(fù)位。 E：連接好氣源及電源，并接好地線(xiàn)。 F：將焊頭與二級(jí)桿之間的接觸面擦拭干凈，在兩個(gè)端面上涂抹少量硅油或黃油，將螺桿擰入焊頭一邊擰緊，然后將焊頭與二級(jí)桿這宰用螺桿連接，并用板手鎖緊。 G：操作前，請(qǐng)務(wù)必做超聲檢測(cè)，以確定發(fā)生器頻率與換能器系統(tǒng)機(jī)械諧振頻率一致。尤其是更換焊頭或改變輸出振幅之后，不可疏忽。 超聲波檢測(cè)： 為了達(dá)到最佳的使用效果并維護(hù)本機(jī)的性能，調(diào)整發(fā)生器與換能器系統(tǒng)的諧振，非常重要。 A：調(diào)諧前，確保焊頭與二級(jí)桿之間必需鎖緊。調(diào)諧時(shí)，焊頭不要接觸其它物品。 B：打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)電源指示燈亮。 C：按下超聲波測(cè)試開(kāi)關(guān)，并注視負(fù)載表，（如電流表指針超30%或超過(guò)2A，則按下超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)的時(shí)間要非常短），調(diào)整調(diào)諧電感，左右旋轉(zhuǎn)直到負(fù)載電表批示在最小位置，通常在5%-15%或300MA-900MA之間。 D：因本機(jī)設(shè)有卡位，所以調(diào)諧電感的調(diào)整范圍只有360度，如焊頭的頻率同20KHZ或15KHZ相差較遠(yuǎn)時(shí)，需打開(kāi)機(jī)蓋，拆開(kāi)固定位進(jìn)行調(diào)整。 注意 �。�1）：調(diào)整調(diào)諧電感時(shí)，負(fù)載表電流大小變化，并非表示功率輸出大小，只表示發(fā)生器與換能器能器系統(tǒng)諧振程度，（電流越小，諧振越 好）。如需要較大振幅輸出，可改變二級(jí)桿的品種。（15KHz機(jī)還可調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，但不可在有超聲波時(shí)調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，以防 高壓電擊。） �。�2）：負(fù)載表空載時(shí)，表示諧振程度；帶負(fù)載時(shí)，表示輸出能量。 �。�3）：調(diào)諧時(shí)，如過(guò)載指示燈亮，應(yīng)立即松開(kāi)測(cè)試開(kāi)關(guān)，過(guò)5秒鐘之后，調(diào)整調(diào)諧電感，再做超聲波檢測(cè)。 �。�4）：正確的調(diào)諧非常重要，如果無(wú)法達(dá)到正常情況，請(qǐng)參照故障檢測(cè)表，不可勉強(qiáng)使用，以免損壞機(jī)器。 校模： 為達(dá)到高的生產(chǎn)效率，焊頭與塑料件之間的距離應(yīng)盡量縮短但仍需留有足夠的空間方便取放塑料件。 1將塑料件放在底座中調(diào)整氣壓在2Kg左右，利用焊頭升降開(kāi)關(guān)來(lái)使上下摸對(duì)準(zhǔn)。 2選擇適合的焊頭與塑料件之間的距離鎖緊機(jī)架固定把手。 3調(diào)整限位螺栓使焊頭下降壓緊塑料件之后仍有0.2mm左右的空間。（對(duì)于焊接深度要求較高的塑料件，此空間相應(yīng)加大）。 4調(diào)整焊接、保壓時(shí)間、氣壓、試焊樣件。 5觀(guān)察樣件,如發(fā)現(xiàn)焊接不均勻,則需要細(xì)調(diào)底座的平衡,一般原則為焊接部位熔接越厲害,則應(yīng)調(diào)低，在底座相反位置墊上紙片等抬高底座對(duì)應(yīng)位置，使塑料件與焊頭吻合良好。 影響塑料件超聲加工的因素如下： �。�1）接觸面的設(shè)計(jì) （2）焊接線(xiàn)的設(shè)計(jì) （3）塑料材質(zhì) �。�4）塑料件外形和尺寸 （5）焊接面與焊頭之間距離 （6）焊頭的設(shè)計(jì) （7）焊頭的振幅 （8）校模的準(zhǔn)確性 （9）焊接壓力、時(shí)間參數(shù)的選擇 超聲波焊接操作步驟：選擇振幅、二級(jí)桿調(diào)諧頻率、校模 過(guò)熔時(shí)： 減小熔接時(shí)間,壓力降低振幅段數(shù) 焊接不夠：增加熔接時(shí)間或氣壓；增加振幅段數(shù)；改用較大功率機(jī)型；選擇較大比例二級(jí)桿； 確定所有參數(shù) |