超声波焊接技术讲座-经典PPT幻灯片

1,先力超聲波有很公司超聲波技術及應用講座資料聯絡人:刘永彥，張伟林地址:深圳市，尨华镇工业东路175号鵬峰发工业園2棟1楼電話機13699892023,2,主要講座内容,一)超声波焊接超声波基本原理应用范围聚合体材料焊接工件导向設計/塑膠件設計模具技术,3,什么是超声波？,超声波是一种超出人听觉范围的振动机械能。一般人的听觉范围不会超过18.5KHz。焊机的工作频率为20KHz,30KHz和40KHz。,4,超声焊接,5,6,系统组件,发生器控制器支架换能器调幅器焊头夹具,7,压强,下降速率,力,X,频率,X,振幅,速率因素,速率,功率因素,能量=功率X时间,力可以改变,8,超声波焊接机,9,汽車,10,家电,11,医疗,12,包裝,13,玩具,14,纺织,15,超声波六个主要应用技术,熔接铆焊嵌插焊点焊成形焊去浇口,16,超声熔接,17,18,19,铆焊,20,标准轮廓,焊头,焊前焊后,D=柱头直径,铆焊,21,丘形柱,铆焊,焊前焊后,D=圆柱直径,1.5D,0.5D,22,锯齿铆焊,铆焊,焊前焊后,23,平齐铆焊,铆焊,焊前焊后,24,铆焊,25,铆焊,26,27,嵌焊,28,对于垂直孔洞的直纹和导入,29,30,点焊,31,32,33,焊前焊后,成形焊,34,35,36,去浇口,往复折弯运动,机械振动标准波形,去浇口,37,正确的浇口设计,不正确的浇口设计,浇口设计,去浇口,浇口区域,相接触的熔化区,光滑的浇口区,38,去浇口,39,聚合体材料,高聚物之焊接特性,40,高聚物分类,热固型塑料热塑性塑料,41,物理结构,半结晶型无定型,42,结构,无定形,半结晶型,43,温度比热图,比热,温度,半结晶型,无定形,TgTm,44,近区和远区焊接,近区第一选择,远区第二选择,Horn,Horn,45,46,47,48,AmplituteReferenceGuide,无定形樹脂Microns0.00X”ABS30-701.2-2.8ASB/PC70-1252.8-5.0PMMA40-701.6-3.0PC65-1002.4-4.0半结晶形樹脂Acetal75-1253.0-5.0Nylon60-1253.0-5.0PE90-1253.6-5.0PP90-1253.6-5.0,49,其它因素对焊接影响,脫模劑/潤滑劑填料二次料阻燃劑颜料,50,脱模剂,内润滑剂,.,硅酮/聚四氟乙烯脂肪酸,51,填料,类型玻璃纤维滑石碳酸钙百分比,52,二或多次反覆料,53,颜料工艺参数需作调整。,54,导向和塑膠件設計,基本导向阶梯槽型纹理表面剪切膠件設計,55,56,能量导向,温度,温度,时间,时间,57,能量导向之优点,增加接口强度减少飞溅减少焊接时间所需振幅较低,58,基本能量导向,59,60,阶梯导向,W8,W8,W3(min.0.23”0.6mm),W,(min.0.080”2mm),焊前焊后,滑配合,+0.010”-0.025”(0.25-0.64mm),61,62,63,槽型导向,64,65,66,能量导向和纹理表面,67,68,纹理的优点,增强接头强度减小飞溅减少焊接时间较低振幅,69,无纹理,有纹理,70,无纹理(50ms),有纹理(50ms),71,无纹理(100ms),有纹理(100ms),72,无纹理(150ms),有纹理(150ms),73,无纹理(200ms),有纹理(200ms),74,能量导向连续十字交叉能量导向,75,能量导向中断的十字交叉能量导向,76,能量导向带纹理的刀刃,焊前焊后,77,能量导向和内壁垂直,78,能量导向中断,79,剪切导向,焊前焊后,焊接深度,干涉(0.2mm),夹具,最小导入0.020”(0.5mm),80,剪切接口：焊接深度,推荐1.25W最小0.5W最大1.75W,(W=壁厚),81,剪切接口优点,机型强度高，密封性好适用于所有热塑性塑料防止半结晶型树脂的早期固化,82,剪切接口的局限,需要紧密公差需要刚性侧壁支撑零件尺寸不规则外形,83,其它设计考虑因素,尖角孔洞和弯曲附加物振动膜焊头接触,84,尖角,避免推荐,85,孔洞和弯曲,潜在的焊接盲区,半结晶型树脂,无定型树脂,空洞,86,附加物,潜在的裂纹点,附加物,焊头,87,振动膜,焊接时间改小振幅加大或减小AmplitudeProfilingTM焊头中心柱塞内壁加厚内部支撑筋,88,焊头接触,正确,不正确,耦合面,太小,89,焊头接触,增加法兰以便焊头直接位于焊接区域上,90,模具技术,換能器調幅器焊头底座,91,92,压电陶瓷,通电前,通电后,H,H,93,标准振幅,94,可能损坏的原因,横向振动过热撞击焊头频率相差大不適當調幅器,95,什么是调幅器？,调幅器是铝合金或钛合金材料制成的一个半波长共振部分。它安置于换能器和焊头之间，调节传递至焊头的振动幅度。,96,1:0.6,1:1,1:1.5,1:2.0,1:2.5,1:0.6,1:1,1:1.5,1:2.0,调幅器的增益,97,压强,下降速率,力,X,频率,X,振幅,速率因素,速率,功率因素,能量=功率X时间,力可以改变,98,负载,黑色,银色,无调幅器,金色,压力,99,输出振幅与输入振幅之比。,终值=增益量振幅,增益,:,:,换能器,20微米,黑色调幅器,焊头,微米,换能器,20微米,绿色调幅器,焊头,微米,100,如何选择调幅器,可咨询本公司应用部超声焊头有其相应的调幅器增益极限工件塑膠特性,面積大少,形狀-振幅应用之種類-铆焊,点焊,嵌插焊等,101,焊头,定义材料表面处理焊头设计,102,103,长度通常为波长的一半，能产生共鸣的金属部分可以将振动能量传递给塑件。,焊头,104,材料,钛合金铝合金冷凝钢,105,焊头设计,频率振幅振幅与应力沟槽设计全波焊头复合（子母）焊头可更换焊嘴有限元分析特殊焊头故障检修,106,频率,有20Kz,30Kz和40Kz模具频率在上/下50Hz范围以內品質好的焊头産生最大效率不易發熱不易损壞換能器生産出品質良好和稳定産品客户安心使用,107,什么是振幅,振幅,节点,108,输出振幅与输入振幅之比。,终值=增益量振幅,增益,:,:,换能器,20微米,黑色调幅器,焊头,微米,换能器,20微米,绿色调幅器,焊头,微米,109,110,振幅与应力,111,112,113,114,115,116,横向应力,31/2”,117,118,119,全波焊头,120,121,复合（子母）焊头,122,123,124,125,126,可更换焊嘴,127,128,129,有限元分析,130,131,132,133,134,135,故障检修,136,基本的故障信号,高音噪声空载负载率高对塑件的负载率不够过载显示,137,外观检验,138,检察其它区域,检察调幅器和换能器检察螺栓检察组合检察焊嘴,139,模具設計结論,主要因素膠件材料,大小,高低相差和避位調幅器焊机功率模具使用材料频率振幅应力,140,什么是振动摩擦焊接?,振动摩擦焊接是一种改进的摩擦焊接技术，用于各种热塑性塑料件。摩擦热的产生是通过将两个塑料件加紧，并往复振动其中的一个塑件。,141,142,运作原理,+,电磁线圈,电磁线圈,框架,弹簧,支撑台面,上模,下模,143,驱动板,弹簧,144,频率,240Hz(线性)100Hz(轨迹)120Hz(线性),145,优势,复杂、不规则外形大型塑件高强度密封多个塑件同时焊接塑料种类广泛,146,147,148,149,150,151,152,汽车,153,154,155,156,157,优势,复杂、不规则外形大型塑件高强度密封多个塑件同时焊接塑料种类广泛,158,热板焊接焊接周期长能量消耗大热板上有污物材料