口罩焊接線為什麼一定要超聲波

1. 超聲波焊接機的工作原理

1、超聲波在塑料加工中的應用原理
塑料加工中所用的超聲波，現有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的。
2、超聲波焊機的組成部分和原理
超聲波焊接機主要由如下幾個部分組成：發生器、氣動部分、程序控制部分，換能器部分。
發生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。
氣動部分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。
程序控制部分控制整部機器的工作流程，做到一致的加工效果。
換能器部分是將發生器產生的高壓電波轉換成機械振動，經過傳遞、放大、達到加工表面。
固特超聲具備良好的自主研發、生產和售後條件，針對疫情需求，在多年超聲技術沉澱及應用系統經驗積累的基礎上自主研發的口罩機超聲焊接系統擁有技術和品質「雙保障「。

2. 超聲波焊接技術的優點

超聲波焊接技術

大功率超聲波技術是以物理、電子、機械振動、材料等學科為基礎的現代高新技術之一，它是以能量使物體或物性變化的功率應用，在國民經濟中它對提高產品質量，降低生產成本、提高生產效率、防止環境污染等具有特殊潛在的能力。近10年來，隨著微電子技術發展，新型材料的日新月異使大功率超聲的產生、基本效應的研究和技術應用取得了較大的進懇據國外報導知，功率超聲產生的社會與經濟效益增長速度相當驚人，1995年超聲波清洗機產值28億美元，超聲塑料焊接2億美元、國內功率超聲產值為1.67億元，國內一些傳統的超聲波清洗機、焊接、加工等設備的研製、銷售也方興未艾，近年來發展較快的新技術及其應用例如聲化學、超聲馬達、環保治理，超聲治療也十分活躍下面就功率超聲幾個主要方面的技術與應用作簡介。

超聲波焊接技術分金屬焊接與塑料焊接兩種，其功能，原理略有不同，但基本設備還是超聲發生器和換能振動系統。

金屬焊接有點焊縫焊對焊等，超聲波技術廣泛應用在鋁板，鋁箔、銅板的焊接和矽片與金屬線，電容引線的連接煤電子工業中的點焊一般功率較小，在幾十W或幾W以下，而縫焊與對焊功率較大，在幾百W甚至幾十kW}據日本報導用兩個上下振動系統進行對焊，頻率27kHz,功率3kW可焊10mm厚的鋁板，其焊接強度達焊樣的本身強度超聲縫焊目前主要應用在薄板1mm或0.5mm以下的鋁管焊接這種焊接屬連續焊，因此要求振動系統損耗小，可靠性好。

超聲波焊接技術是超聲通過焊頭加到兩被焊面交界處，由於交界面處聲阻大因此產生局部高溫聚集在焊區，致使交界面處的塑料迅速熔化，在一定壓力下，兩塊焊件合成一體隨著塑料工業迅速發展，且塑焊時不添加任何粘結劑、填料或溶劑，不污染環境，因此被廣泛應用到航空、汽車、電器、儀表、包裝、玩具、電子、醫療器械服裝等行業超聲波焊接機的質量與焊件交界面處的超聲能量、壓力、焊接時間有關，正確掌握三者間的關系是焊接強度的關鍵用微機控制的超聲波焊接機能根據焊件的狀態性質、自動控制發生器的輸出功率、焊件的壓力及焊接的時間等參數使達到最佳焊接狀態，當參數不適應時會自動報警或停機目前焊接大尺寸工件時，由於大截面焊頭受橫向振動的影響，其振幅分布均勻與否是相當關鍵的，正確設計振動系統尤其工具頭是超聲波塑焊機的成敗因素有時焊件要求多頭焊接這種子母式的焊頭應設計成半波長或全波長，當多焊面在同一平面且間距較小時取半波長，間距較大時可取全波長目前的超聲波塑焊機其所用頻率大多在15～40kHz間，對於一些熔點較高的聚脂薄膜類可用更高的頻率，甚至達300kHz左態隨著以塑代鋼節約金屬材料和減輕重量，超聲波‍焊接技術的應用領域和市場前景是令人鼓舞的。

3. 超聲波的焊接原理

超聲焊接是利用超聲波的機械振動在焊件粘合面產生高頻振動摩擦，進而產生熱能，從而使焊接表面溫度迅速升高，焊接粘合面物質被高溫熔化形成液體，從而流入被焊接面間的縫隙。超聲波振動作用停止後，焊接系統繼續施加特定強度和時間的壓力，焊接面利用原子鍵的鏈接達到焊接定形。超聲焊接過程相比普通焊接方式時間大大縮短，焊接的牢固程度要大大高於普通焊接。超聲焊接可以作用於金屬之間、也可以作用於塑料之間，實現快速高質量焊接。

圖3超聲波焊接原理圖

超聲焊接較其他焊接方式具有很多優點，首先它無污染，不需要添加有毒的粘結劑；其次是超聲焊接速度非常快，相比普通焊接生產效率獲得很大提升，並且超聲焊接的質量非常好，不會產生變形，表面不會遺留焊接痕跡；此外超聲焊接還有操作簡便，維護量少，系統規模小，適用於自動控制等優點。

4. 超聲波焊接的焊接原理

超聲波塑料焊接原理
超聲波作用於熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由於塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力後，使其融合成一體。當超聲波停止作用後，讓壓力持續幾秒鍾，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近於原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決於換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，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。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積
超聲波金屬焊接原理
超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz ）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將線框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．可廣泛應用於可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。

5. 超聲波焊接機的原理和工藝

一．超聲波應用原理
我們知道正確的波的物理定義是：振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個條件：一是振動源，二是傳播介質。波的分類一般有如下幾種：一是根據振動方向和傳播方向來分類。當振動方向與傳播方向垂直時，稱為橫波。當振動方向與傳播方向一致時，稱為縱波。二是根據頻率分類，我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個范圍之內的波叫做聲波。低於這個范圍的波叫做次聲波，超過這個范圍的波叫超聲波。
波在物體里傳播，主要有以下的參數：一是速度V，二是頻率F，三是波長λ。三者之間的關系如下：V=F.λ。波在同一種物質中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長也就不同。另外，還需要考慮的一點就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬於考慮范圍。
1、 超聲波在塑料加工中的應用原理：
塑料加工中所用的超聲波，現有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸位的分子相互撞擊產生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的。
2、 超聲波焊機的組成分
超聲波焊接機主要由如下幾個分組成：發生器、氣動分、程序控制分，換能器分。
發生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。
氣動分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。
程序控制分控制整機器的工作流程，做到一致的加工效果。
換能器分是將發生器產生的高壓電波轉換成機械振動，經過傳遞、放大、達到加工表面。
3．換能器分由三分組成：換能器（TRANSDUCER）；增幅器（又稱二級桿、變幅桿，BOOSTER）；焊頭（又稱焊模，HORN或SONTRODE）。
① 換能器(TRANSDUCER)：換能器的作用是將電信號轉換成機械振動信號。將電信號轉換成機械振動信號有兩種物理效應可以應用。A：磁致伸縮效應。B：壓電效應的反效應。磁致伸縮效應在早期的超聲波應用中較常使用，其優點是可做的功率容量大；缺點是轉化效率低，製作難度大，難於大批量工業生產。自從朗之萬壓電陶瓷換能器的發明，使壓電效應反效應的應用得以廣泛採納。壓電陶瓷換能器具有轉換效率高，大批量生產等優點，缺點是製作的功率容量偏小。現有的超聲波機器一般都採用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個金屬的前後負載塊將壓電陶瓷夾在中間，通過螺桿緊密連接而製成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。
② 焊頭（HORN）：焊頭的作用是對於特定的塑料件製作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。
換能器、變幅桿、焊頭均設計為所工作的超聲頻率的半波長，所以它們的尺寸和形狀均要經過特別的設計；任何的改動均可能引致頻率、加工效果的改變，它們需專業製作。耐用根據所採用的材料不同，尺寸也會有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有：鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由於超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動的，所以材料的要求非常高，並不是普通的材料所能承受的。

二：超聲波工作原理：
熱可塑性塑料的超聲波加工，是利用工作接面間高頻率的摩擦而使分子間急速產生熱量，當此熱量足夠熔化工作時，停止超聲波發振，此時工件接面由熔融而固化，完成加工程序。
通常用於塑料加工的頻率有20KHZ和15KHZ，其中20KHZ仍在人類聽覺之外，故稱為超聲波，但15KHZ仍在人類聽覺范圍只內。
三：超聲波機構原理：
將220V，50HZ轉變為15KHZ（或20KHZ）之高壓電能，利用震動子轉換成機械能。如此的機械振動，經由傳動子，焊頭傳至加工物，並利用空氣壓力，產生工作接面之摩擦效果。振動子和傳動子裝置在振筒內，外接焊頭，利用空壓系統和控制迴路，在事先設定之條件下升降，以完成操作程序。
四：組件功用說明：
1.延遲時間設定：調整開始發振時間，在限制開關動作後0~9.99秒開始發振。
2.熔接時間設定：調整熔接時間長短，在延遲時間終了發振0~9.99秒之范圍。
3.硬化時間設定：調整發振終了工作物熔接處冷卻定型時間在0~9.99秒之范圍。
4.計數器：工作循環次數記錄用，附有歸零壓扣。
5.調整及壓力表：工作壓力之指示及調整壓力用。
6.聲波調整：調整振動子系與發振迴路之共振匹配，使轉換效率達到理想。
7.振幅表：顯示聲波空載或負載工作之振幅強弱。
8.電源開關及燈：電源開關之控制，及指示開路之信號
9.選擇開關（自動/手動/聲波檢查）：自動或手動之選擇，及作聲波空載檢視之按紐。
10.聲波出力調整紐：聲波出力段數之設定用，1~2段為一般使用，3~4段為強力輸出用。
11.聲波過載燈：顯示聲波過載之不正常，需做聲波調整，至過載燈不會顯示為止。（若仍無法解除，請來電洽詢）
12.頻率指示：調試機器時做機器頻率顯示
13焊頭：傳動振動能量於工作物之上，使之熔接。
14上升/下降緩沖調整：調整孔位於機台側面可適當調整，使升降慣性適中。
15下降速度調整：調整合理適當之下降工作速度用。
16熔接位置視窗：檢視正常熔接時焊頭壓附工作物之狀況。
17.最低點微調螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時使用可限制汽缸之下降。
18水平微調螺絲：調整此四支螺絲，可使焊頭平均壓附在工作物上。
19輸出電纜及插座：聯接機體振動子系統與發振箱線路用。
20控制電纜及插座：聯接機體控制單元與發振箱自動控制迴路用。
21接地螺母：電子迴路之接地線連接用，漏電時之安全保障。
22保險絲座：電子線路之過載保護。
五：機器安裝法：
1.將發振箱放置於機體附近操作員易於觀察及調整之處。
2.接地：將地線一端接地，另一端接於發振箱後面之接地旋鈕。
3.發振箱與機體聯接：將機體之輸出電纜插頭及控制電纜插頭接於發振箱插座及機體插座上
4.接空壓源：將高壓氣壓管引清凈乾燥之空壓源與熔接機體上空氣濾清器入口接頭以管束結合鎖緊。
5.接電源：發振箱後面之電源線及插頭，請接上AC220V，∮60/50HZ電源。
六：各調整及熔接前准備工作：
1.裝焊頭：
（1）先將換能器（CONE）及焊頭（HORN）以及焊頭螺絲，以酒精或汽油擦洗干凈，再將焊頭螺絲及換能器，焊頭結合面抹上一層薄薄的黃油脂再將焊頭螺絲鎖於焊頭上。注意：換能器，焊頭之結合面若有損傷時，振動之傳達效率會遞減，應謹保養。
（2）再緊固4支焊頭水平調整螺絲，將換能器固定在其旋轉范圍之中間位置處。
（3）把焊頭用手旋入換能器到不能回轉為止。
（4）以焊頭鎖緊扳手焊頭旋緊（約300Kg/cm之扭力），此時特別注意不讓換能器旋轉，以防止轉梢扭斷。（若發現旋轉則4支焊頭水平調整螺絲要再緊固些）。