超聲波焊接理論特點—振動與傳導

2020-12-22 靈科超聲波

#超聲波焊接#

超聲波焊接原理超聲波焊接原理:當超聲波作用於熱塑性塑料的接觸表面時,每秒會產生數萬次高頻振動。高頻振動達到一定範圍。超聲波能量通過上部焊件傳遞到焊接區域。由於焊接區域(即兩個焊縫之間的界面)阻抗大,會產生局部高溫。

由於塑料的導熱性差,它們不能及時分布,而是聚集在焊接區域,導致兩種塑料的接觸面迅速熔化,並且一定的壓力使它們結合在一起。

當超聲波停止時,讓壓力持續幾秒鐘,使其凝固成固體分子鏈,從而達到焊接的目的。焊接強度可以接近原材料的強度。超聲波塑料焊接的質量取決於探頭的振幅、施加的壓力和焊接時間。焊接時間和壓頭可調,振幅可由傳感器和振幅改變。操縱杆決定。這三個量的相互作用有一個適當的值。當能量超過適當值時,塑性熔化量大,焊件容易變形。

能量小,焊接不易牢固,施加壓力不太大。最佳壓力是焊件邊緣長度和每1mm邊緣的最佳壓力的乘積。超聲波焊接的原理是在超聲波焊接中使用超聲波頻率(大於16KHz)。金屬不會向工件傳遞電流或對工件的溫度熱源施加高壓。只有在靜壓作用下,車架的振動能量才能轉化為摩擦功、變形能和工件間的有限溫升。

接頭間的冶金結合是在電阻焊條件下,母材不熔化而實現的固態焊接。有效地克服了電阻焊過程中的飛濺和氧化現象。超聲波金屬焊機可用於銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的單點焊接、多點焊接和短棒焊接。廣泛用於晶閘管引線、保險絲、電線、鋰電池接線片的焊接。

幾乎所有的焊接都涉及到兩個焊接零件焊接端面上的分子運動,使它們相互擴散和纏繞。例如,我們的超聲波焊接利用焊接接頭的高頻振動,兩個焊接部件之間的高頻摩擦將機械能轉化為熱能,從而溶解兩個焊接表面上的分子,恢復其活性。

然後,在外力的作用下,分子相互纏繞,達到焊接的目的。502粘合劑,或者我們通常使用的其他粘合劑,是腐蝕性很強的液體,它可以使焊接表面的分子膨脹並恢復其活性,然後使分子相互纏繞,藉助外力達到焊接的目的。這不難理解。焊接是一個分子相互交織的過程。

同樣的超聲波焊接理論基礎也有著共同的立模原理。我們都知道在寒冷的天氣裡,你搓手掌時會有熱的感覺。摩擦越快,溫度越高。

這種摩擦與速度和介質之間的摩擦產生的熱量成正比。在超聲波速度與橡膠件的摩擦中,也會產生高於材料熔點的溫度。然而,高於材料熔點的溫度不是自然產生的,而是通過一系列的作用產生的。

首先,對由振動器和擴錐組成的振動系統產生功率信號,振動頻率為15000-20000次/秒。此時,如果用手觸摸,可以感覺到溫度約為60-80℃(受超聲波機輸出功率的影響),塑料如ABS的熔點至少為120℃。當然,這個溫度不能焊接,所以一定要安裝喇叭,特殊的超聲波模具,把溫度放大1-4倍(取決於塑料的熔點和材料特性)。

但是,我們會發現為什麼超聲波上模一般設計為底部大直徑和端部小直徑?這就像我們小時候玩水管,把出水口端擠成一個小洞。水會變得更濃,噴得更遠嗎?這就是擴展集群的原理。此時,應結合氣壓等動力源進行塑性焊接。超聲波焊接理論就是這樣。

當然,如何用塑料材料(介質)來引導超聲波的速度(頻率)、我們塑料製品中摩擦產生的溫度,從而成為我們所需要的,這方面的知識分為三類,即模具製造、模具安裝技能和焊接加工條件設置!這些技術都是基於超聲波焊接的特點,以「振動與傳導」理論為設計依據。

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