口罩焊接线为什么一定要超声波

1. 超声波焊接机的工作原理

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部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、超声波焊机的组成部分和原理
超声波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程序控制部分，换能器部分。
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。
气动部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。
程序控制部分控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。
换能器部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。
固特超声具备良好的自主研发、生产和售后条件，针对疫情需求，在多年超声技术沉淀及应用系统经验积累的基础上自主研发的口罩机超声焊接系统拥有技术和品质“双保障“。

2. 超声波焊接技术的优点

超声波焊接技术

大功率超声波技术是以物理、电子、机械振动、材料等学科为基础的现代高新技术之一，它是以能量使物体或物性变化的功率应用，在国民经济中它对提高产品质量，降低生产成本、提高生产效率、防止环境污染等具有特殊潜在的能力。近10年来，随着微电子技术发展，新型材料的日新月异使大功率超声的产生、基本效应的研究和技术应用取得了较大的进恳据国外报导知，功率超声产生的社会与经济效益增长速度相当惊人，1995年超声波清洗机产值28亿美元，超声塑料焊接2亿美元、国内功率超声产值为1.67亿元，国内一些传统的超声波清洗机、焊接、加工等设备的研制、销售也方兴未艾，近年来发展较快的新技术及其应用例如声化学、超声马达、环保治理，超声治疗也十分活跃下面就功率超声几个主要方面的技术与应用作简介。

超声波焊接技术分金属焊接与塑料焊接两种，其功能，原理略有不同，但基本设备还是超声发生器和换能振动系统。

金属焊接有点焊缝焊对焊等，超声波技术广泛应用在铝板，铝箔、铜板的焊接和硅片与金属线，电容引线的连接煤电子工业中的点焊一般功率较小，在几十W或几W以下，而缝焊与对焊功率较大，在几百W甚至几十kW}据日本报导用两个上下振动系统进行对焊，频率27kHz,功率3kW可焊10mm厚的铝板，其焊接强度达焊样的本身强度超声缝焊目前主要应用在薄板1mm或0.5mm以下的铝管焊接这种焊接属连续焊，因此要求振动系统损耗小，可靠性好。

超声波焊接技术是超声通过焊头加到两被焊面交界处，由于交界面处声阻大因此产生局部高温聚集在焊区，致使交界面处的塑料迅速熔化，在一定压力下，两块焊件合成一体随着塑料工业迅速发展，且塑焊时不添加任何粘结剂、填料或溶剂，不污染环境，因此被广泛应用到航空、汽车、电器、仪表、包装、玩具、电子、医疗器械服装等行业超声波焊接机的质量与焊件交界面处的超声能量、压力、焊接时间有关，正确掌握三者间的关系是焊接强度的关键用微机控制的超声波焊接机能根据焊件的状态性质、自动控制发生器的输出功率、焊件的压力及焊接的时间等参数使达到最佳焊接状态，当参数不适应时会自动报警或停机目前焊接大尺寸工件时，由于大截面焊头受横向振动的影响，其振幅分布均匀与否是相当关键的，正确设计振动系统尤其工具头是超声波塑焊机的成败因素有时焊件要求多头焊接这种子母式的焊头应设计成半波长或全波长，当多焊面在同一平面且间距较小时取半波长，间距较大时可取全波长目前的超声波塑焊机其所用频率大多在15～40kHz间，对于一些熔点较高的聚脂薄膜类可用更高的频率，甚至达300kHz左态随着以塑代钢节约金属材料和减轻重量，超声波‍焊接技术的应用领域和市场前景是令人鼓舞的。

3. 超声波的焊接原理

超声焊接是利用超声波的机械振动在焊件粘合面产生高频振动摩擦，进而产生热能，从而使焊接表面温度迅速升高，焊接粘合面物质被高温熔化形成液体，从而流入被焊接面间的缝隙。超声波振动作用停止后，焊接系统继续施加特定强度和时间的压力，焊接面利用原子键的链接达到焊接定形。超声焊接过程相比普通焊接方式时间大大缩短，焊接的牢固程度要大大高于普通焊接。超声焊接可以作用于金属之间、也可以作用于塑料之间，实现快速高质量焊接。

图3超声波焊接原理图

超声焊接较其他焊接方式具有很多优点，首先它无污染，不需要添加有毒的粘结剂；其次是超声焊接速度非常快，相比普通焊接生产效率获得很大提升，并且超声焊接的质量非常好，不会产生变形，表面不会遗留焊接痕迹；此外超声焊接还有操作简便，维护量少，系统规模小，适用于自动控制等优点。

4. 超声波焊接的焊接原理

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
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。

5. 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）。