超声波焊接头怎么加工

① 超声波焊接机的原理和工艺

一．超声波应用原理
我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。三者之间的关系如下：V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。
1、 超声波在塑料加工中的应用原理：
塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
2、 超声波焊机的组成分
超声波焊接机主要由如下几个分组成：发生器、气动分、程序控制分，换能器分。
发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。
气动分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。
程序控制分控制整机器的工作流程，做到一致的加工效果。
换能器分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大、达到加工表面。
3．换能器分由三分组成：换能器（TRANSDUCER）；增幅器（又称二级杆、变幅杆，BOOSTER）；焊头（又称焊模，HORN或SONTRODE）。
① 换能器(TRANSDUCER)：换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A：磁致伸缩效应。B：压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用，其优点是可做的功率容量大；缺点是转化效率低，制作难度大，难于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明，使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高，大批量生产等优点，缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间，通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输出的振幅为10μm左右。
② 焊头（HORN）：焊头的作用是对于特定的塑料件制作，符合塑料件的形状、加工范围等要求。
换能器、变幅杆、焊头均设计为所工作的超声频率的半波长，所以它们的尺寸和形状均要经过特别的设计；任何的改动均可能引致频率、加工效果的改变，它们需专业制作。耐用根据所采用的材料不同，尺寸也会有所不同。适合做超声波的换能器、变幅杆和焊头的材料有：钛合金、铝合金、合金钢等。由于超声波是不停地以20KHZ左右高频振动的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。

二：超声波工作原理：
热可塑性塑料的超声波加工，是利用工作接面间高频率的摩擦而使分子间急速产生热量，当此热量足够熔化工作时，停止超声波发振，此时工件接面由熔融而固化，完成加工程序。
通常用于塑料加工的频率有20KHZ和15KHZ，其中20KHZ仍在人类听觉之外，故称为超声波，但15KHZ仍在人类听觉范围只内。
三：超声波机构原理：
将220V，50HZ转变为15KHZ（或20KHZ）之高压电能，利用震动子转换成机械能。如此的机械振动，经由传动子，焊头传至加工物，并利用空气压力，产生工作接面之摩擦效果。振动子和传动子装置在振筒内，外接焊头，利用空压系统和控制回路，在事先设定之条件下升降，以完成操作程序。
四：组件功用说明：
1.延迟时间设定：调整开始发振时间，在限制开关动作后0~9.99秒开始发振。
2.熔接时间设定：调整熔接时间长短，在延迟时间终了发振0~9.99秒之范围。
3.硬化时间设定：调整发振终了工作物熔接处冷却定型时间在0~9.99秒之范围。
4.计数器：工作循环次数记录用，附有归零压扣。
5.调整及压力表：工作压力之指示及调整压力用。
6.声波调整：调整振动子系与发振回路之共振匹配，使转换效率达到理想。
7.振幅表：显示声波空载或负载工作之振幅强弱。
8.电源开关及灯：电源开关之控制，及指示开路之信号
9.选择开关（自动/手动/声波检查）：自动或手动之选择，及作声波空载检视之按纽。
10.声波出力调整纽：声波出力段数之设定用，1~2段为一般使用，3~4段为强力输出用。
11.声波过载灯：显示声波过载之不正常，需做声波调整，至过载灯不会显示为止。（若仍无法解除，请来电洽询）
12.频率指示：调试机器时做机器频率显示
13焊头：传动振动能量于工作物之上，使之熔接。
14上升/下降缓冲调整：调整孔位于机台侧面可适当调整，使升降惯性适中。
15下降速度调整：调整合理适当之下降工作速度用。
16熔接位置视窗：检视正常熔接时焊头压附工作物之状况。
17.最低点微调螺丝：在熔接熔化块，或外形尺寸需精确时使用可限制汽缸之下降。
18水平微调螺丝：调整此四支螺丝，可使焊头平均压附在工作物上。
19输出电缆及插座：联接机体振动子系统与发振箱线路用。
20控制电缆及插座：联接机体控制单元与发振箱自动控制回路用。
21接地螺母：电子回路之接地线连接用，漏电时之安全保障。
22保险丝座：电子线路之过载保护。
五：机器安装法：
1.将发振箱放置于机体附近操作员易于观察及调整之处。
2.接地：将地线一端接地，另一端接于发振箱后面之接地旋钮。
3.发振箱与机体联接：将机体之输出电缆插头及控制电缆插头接于发振箱插座及机体插座上
4.接空压源：将高压气压管引清净干燥之空压源与熔接机体上空气滤清器入口接头以管束结合锁紧。
5.接电源：发振箱后面之电源线及插头，请接上AC220V，∮60/50HZ电源。
六：各调整及熔接前准备工作：
1.装焊头：
（1）先将换能器（CONE）及焊头（HORN）以及焊头螺丝，以酒精或汽油擦洗干净，再将焊头螺丝及换能器，焊头结合面抹上一层薄薄的黄油脂再将焊头螺丝锁于焊头上。注意：换能器，焊头之结合面若有损伤时，振动之传达效率会递减，应谨保养。
（2）再紧固4支焊头水平调整螺丝，将换能器固定在其旋转范围之中间位置处。
（3）把焊头用手旋入换能器到不能回转为止。
（4）以焊头锁紧扳手焊头旋紧（约300Kg/cm之扭力），此时特别注意不让换能器旋转，以防止转梢扭断。（若发现旋转则4支焊头水平调整螺丝要再紧固些）。

② 超声波焊接工艺有哪些

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/变幅杆/焊头三联组，模具和机架 。
线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下，一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度，振动就会停止，同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上，使刚刚焊接好的部分冷却、固化，从而形成紧密地结合。
轨道式振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。在进行轨道式振动摩擦焊接时，上部的工件以固定的速度进行轨道运动——向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能，使两个塑料件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化，运动就停止，两个工件的焊接部分将凝固并牢牢的连接在一起。小的夹持力会导致工件产生最小程度的变形，直径在10英寸以内的工件可以应用轨道式振动摩擦进行焊接。

③ 超声波塑料焊接的工作要领

注意焊头不可以任意修改，否则会改变其谐振频率及机械强度，容易导致换能器或电器零件损坏。
超声波焊接机操作要领：
机器工作原理：
将220V/50HZ的电源供电，转变为20KHz或15KHz的高压电能，利用换能器转换成机械能，机械振动经二级杆放大经焊头传递至被加工物，利用空气压力，产生工件接触面加压摩擦熔接的效果。
安装程序：
A：将机架上的三根电缆分别接入底座和发生器的插座上，并拧紧。
B：安装好换能器系统，并拧紧固定螺丝。
C：调整机架高度并拧紧机体固定把手。
D：观察底座上急停开关是否复位，如未，请复位。
E：连接好气源及电源，并接好地线。
F：将焊头与二级杆之间的接触面擦拭干净，在两个端面上涂抹少量硅油或黄油，将螺杆拧入焊头一边拧紧，然后将焊头与二级杆这宰用螺杆连接，并用板手锁紧。
G：操作前，请务必做超声检测，以确定发生器频率与换能器系统机械谐振频率一致。尤其是更换焊头或改变输出振幅之后，不可疏忽。
超声波检测：
为了达到最佳的使用效果并维护本机的性能，调整发生器与换能器系统的谐振，非常重要。
A：调谐前，确保焊头与二级杆之间必需锁紧。调谐时，焊头不要接触其它物品。
B：打开电源开关，此时电源指示灯亮。
C：按下超声波测试开关，并注视负载表，（如电流表指针超30%或超过2A，则按下超声测试开关的时间要非常短），调整调谐电感，左右旋转直到负载电表批示在最小位置，通常在5%-15%或300MA-900MA之间。
D：因本机设有卡位，所以调谐电感的调整范围只有360度，如焊头的频率同20KHZ或15KHZ相差较远时，需打开机盖，拆开固定位进行调整。
注意
（1）：调整调谐电感时，负载表电流大小变化，并非表示功率输出大小，只表示发生器与换能器能器系统谐振程度，（电流越小，谐振越
好）。如需要较大振幅输出，可改变二级杆的品种。（15KHz机还可调整振幅调节开关，但不可在有超声波时调整振幅调节开关，以防
高压电击。）
（2）：负载表空载时，表示谐振程度；带负载时，表示输出能量。
（3）：调谐时，如过载指示灯亮，应立即松开测试开关，过5秒钟之后，调整调谐电感，再做超声波检测。
（4）：正确的调谐非常重要，如果无法达到正常情况，请参照故障检测表，不可勉强使用，以免损坏机器。
校模：
为达到高的生产效率，焊头与塑料件之间的距离应尽量缩短但仍需留有足够的空间方便取放塑料件。
1将塑料件放在底座中调整气压在2Kg左右，利用焊头升降开关来使上下摸对准。
2选择适合的焊头与塑料件之间的距离锁紧机架固定把手。
3调整限位螺栓使焊头下降压紧塑料件之后仍有0.2mm左右的空间。（对于焊接深度要求较高的塑料件，此空间相应加大）。
4调整焊接、保压时间、气压、试焊样件。
5观察样件,如发现焊接不均匀,则需要细调底座的平衡,一般原则为焊接部位熔接越厉害,则应调低，在底座相反位置垫上纸片等抬高底座对应位置，使塑料件与焊头吻合良好。
影响塑料件超声加工的因素如下：
（1）接触面的设计 （2）焊接线的设计 （3）塑料材质
（4）塑料件外形和尺寸 （5）焊接面与焊头之间距离 （6）焊头的设计
（7）焊头的振幅 （8）校模的准确性 （9）焊接压力、时间参数的选择
超声波焊接操作步骤：选择振幅、二级杆调谐频率、校模
过熔时： 减小熔接时间,压力降低振幅段数
焊接不够：增加熔接时间或气压；增加振幅段数；改用较大功率机型；选择较大比例二级杆； 确定所有参数。

④ 超声波焊接机的原理和工艺

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原发布者:要求S525
超声波焊接机的工作原理超音波焊接机的工作原理是： 是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能（即频率超出人耳听觉阈的高频机械振动能），该能量通过焊头传导到塑料工件上，以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟，所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊，也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。 超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。1、气动传动系统包括有：过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。工作时首先由空压机驱动冲程气缸，以带动超声换能器振动系统上下移动，动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。2、控制系统控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是：一是控制气压传动系统工作，使其焊接时在定时控制下打开气路阀门，气缸加压使焊头下降，以一定压力压住被焊物件，当焊接完后保压一段时间，然后控制系统将气路阀门换向，使焊头回升复位；二是控制超声波发生器工作时间，本系统使整个焊接过程实现自动化，操作时只启动按钮产生一个触发脉冲，便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是：电源启动一触

⑤ 超声波焊接机是如何焊接塑料的

超声波接触塑料表面，使表面分子剧烈无规则运动，产生热量将塑料熔化而焊接。

⑥ 超声波焊接原理 超声波焊接简介

现在的焊接技术是非常发展的，目前最火的就是超声波焊接，它是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，并且在物体表面加压的情况下，让两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。现在常见的超声波焊接有超声波焊接、超声波金属焊接两种，而且超声波焊接的技术也是非常精准的，那么接下来我们就给大家说说有关于超声波焊接的知识，希望对大家有所帮助。

超声波焊接简介

超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz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变幅杆装置传递到焊头。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。

超声波塑料焊接原理

超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形;若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。

超声波金属焊接原理是利用超声频率(超过16KHz)的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将线框振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升.接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接.因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅岁谨凯和氧化等现象.超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接.可广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接。

以上就是小编给大家所说的有关于超声波焊接的知识，我想大家看了以后对超声波焊接应该有很好的了解了。其实超声波焊机是一种先进的焊接方法，它主要可以分为熔接法、铆焊法、埋植、成型点焊等等。而且超声波焊接和传统焊接最大的区别是，超声波焊接的精准度是非常高的，而且焊接后的稳定性也是非常好的，所以现在大部分行业的焊接方式都是采用超声波焊接。

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