超声波熔接工艺2

1、LOGOwww. Simao Yang Education Group Co.Lv超声波超声波铆铆接是接是利用塑料件预留的固有的铆柱、肋利用塑料件预留的固有的铆柱、肋翼、立筋，对应穿过冲压成形的金属板结构上预制翼、立筋，对应穿过冲压成形的金属板结构上预制的孔压紧，将超声波超高频率振动的的孔压紧，将超声波超高频率振动的超声波焊头超声波焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起，利用特形状，使不同材质的材料机械铆合在一起，利用特定的铆头，可实现齐平铆、半球铆、圆弧翻边铆、定的铆头，可实现齐平铆、半球铆、圆弧翻边

2、铆、条状铆等。条状铆等。 什么是超声波什么是超声波铆铆接接超声波铆接的工作原理超声波铆接的工作原理v 如下图所示，振动能量从焊头传递到工件，工件之间的摩擦如下图所示，振动能量从焊头传递到工件，工件之间的摩擦产生的热量将工件熔接面熔化，从而焊接成一体。产生的热量将工件熔接面熔化，从而焊接成一体。焊头HORN工件熔合振动能常用的超声波熔接机常用的超声波熔接机(3000W以下以下)标准铆接方式标准铆接方式- -Standard Profile Standard Profile StakeStake圆盖铆接方式圆盖铆接方式- -Dome StakeDome Stake咬花成型铆接方式咬花成型铆接方式-

3、 -Knurled Knurled StakeStake平头铆接方式平头铆接方式- -Flush StakeFlush Stake中空铆接方式中空铆接方式- -Hollow StakeHollow Stake高压铆接方式高压铆接方式- -High Pressure High Pressure StakeStake超声波熔接适用的材料超声波熔接适用的材料v 哪些材料可以用超声波来焊接呢哪些材料可以用超声波来焊接呢? ?v 由超声波的工作原理我们可以知道，超声波的实际功率并不大，工作时由超声波的工作原理我们可以知道，超声波的实际功率并不大，工作时间短，所以产生的热量有限，所以一般只适用于一些熔点较

4、低间短，所以产生的热量有限，所以一般只适用于一些熔点较低(400 (400 以以下下) )的材料。主要以热塑性的聚合物即塑料为主。我们主要了解一下各种的材料。主要以热塑性的聚合物即塑料为主。我们主要了解一下各种塑料的熔接特性。一般来说，聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波塑料的熔接特性。一般来说，聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。能量越多。材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来，愈硬的材料其传导力愈强。总的说来，愈硬的材料其传导力愈强。 影响超声波铆接能量的因素影响超声波铆接能量的因素超声波铆接机工作原理图超

5、声波铆接机工作原理图电源电源换能器换能器调幅器调幅器焊头焊头影响超声波铆接能量的因素影响超声波铆接能量的因素( (频频率率) )v 换能器换能器ConverterConverterv 作用作用: :将电能转换成机械能将电能转换成机械能v 组成组成: :陶瓷晶片和传动头陶瓷晶片和传动头v 原理原理: :电流经过换能器，令换能器内产生电磁振荡，再经电流经过换能器，令换能器内产生电磁振荡，再经过压电陶瓷片，令压电陶瓷片产生振动，振动经过金属头，过压电陶瓷片，令压电陶瓷片产生振动，振动经过金属头，传到调幅器传到调幅器v 表面振幅表面振幅: : 2020KHz = 0.02mmKHz = 0.02mmv

6、 3 30 0KHz = 0.015mmKHz = 0.015mmv 4 40 0KHz = 0.01mmKHz = 0.01mm换能器的工作原理换能器的工作原理磁伸缩磁伸缩磁伸缩磁伸缩( Magnetostrictive Principle ) 多数是金属氧化物）在磁场作用下，其尺寸也伸长（或缩短），去掉外磁场后又恢复其原来的尺寸，这种现象称为磁伸缩现象影响超声波铆接能量的因素影响超声波铆接能量的因素( (调调幅器幅器) )调幅器调幅器(Booster)影响超声波熔接能量的因素影响超声波熔接能量的因素( (焊焊头头) )焊头焊头(Horn)影响超声波铆接能量的因素影响超声波铆接能量的因素(

7、(焊焊头头) )v 焊头通常是一个半波长的共振金属块，将振动能量传递到焊头通常是一个半波长的共振金属块，将振动能量传递到工件上工件上v 焊头的材料焊头的材料 7075：一般使用于振动系统及HORN制造，硬度高、热传导性强、韧性佳。该材料具有极高的机械屈服强度，硬度高，热传导性强，是理想的超声波模具制造材料。 2024：一般使用于HORN制造，韧性佳、热传导性强、硬度适中，用于一般熔接塑胶制品。 6061：一般使用于底模制造或较低出力之HORN，韧性佳、硬度比2024次之。使用于较低出力之HORN制造，轫性佳，质较软。二二、国产硬质铝合金：使用国产料，用于普通铝材加工，热传导低，对超音波机械损耗

8、高，成本低v 焊头还可以根据需要进行以下的处理：焊头还可以根据需要进行以下的处理：v高碳钢嵌入高碳钢嵌入v阳极处理阳极处理v镀铬镀铬影响超声波铆接能量的因素影响超声波铆接能量的因素( (振振幅幅) )超声波铆接夹具超声波铆接夹具-底模底模( (FixtureFixture) )v 在焊接时需要对下面的工件进行固定及支撑，这也是非常在焊接时需要对下面的工件进行固定及支撑，这也是非常重要的。固定的夹具称之为底模。重要的。固定的夹具称之为底模。v 底模的设计主要要考虑以下几点：底模的设计主要要考虑以下几点：v 1.1.工件吻合工件吻合这就要求定位准确且牢固，使得工件在这就要求定位准确且牢固，使得工件

9、在焊接的过焊接的过v程中不会移动程中不会移动v 2.2.工件支撑工件支撑要求支撑稳固，不然振幅会被消弱要求支撑稳固，不然振幅会被消弱v 3.3.定位及取放方便定位及取放方便缩短工作时间，提高生产率缩短工作时间，提高生产率v 4.4.其它特殊要求其它特殊要求底模底模1 1对位与行程对位与行程v对位对位v 焊头、工件与底模之间的对位焊头、工件与底模之间的对位v 工件放于底模，将气压放掉，焊头用力往下拉，对准接触面工件放于底模，将气压放掉，焊头用力往下拉，对准接触面v 然后将底模在底板上固定好然后将底模在底板上固定好v行程行程v 以方便取放工件为宜以方便取放工件为宜v切记不能将焊头直接接触底模或底板

10、的金切记不能将焊头直接接触底模或底板的金属等硬质材料，很可能会导致换能器的破属等硬质材料，很可能会导致换能器的破坏。坏。压力压力v 1.1.压力过低压力过低, ,会延长焊接时间会延长焊接时间, ,使工件表面产生疤痕使工件表面产生疤痕v 或质量不佳或质量不佳v 2.2.压力过高压力过高, ,会使工件破裂会使工件破裂, ,使界面结合欠佳使界面结合欠佳, ,v 甚至过载甚至过载, ,而终止超声而终止超声焊接时间与保压时间焊接时间与保压时间v 1.1.过长的焊接时间过长的焊接时间, ,会产生飞边或质量下降会产生飞边或质量下降, ,特别是严格密特别是严格密封的封的v 场合下场合下, ,更要注意更要注意,

11、 ,v 2.2.过长的焊接时间过长的焊接时间, ,会使工件偏离焊接区、表面熔化或破会使工件偏离焊接区、表面熔化或破裂，裂，v 特别是有孔部位、模合线上或头角处。特别是有孔部位、模合线上或头角处。v 3.3.一般一般0.30.3S0.5S,S0.5S,在有弹力装置、材料熔点高或材料有弹在有弹力装置、材料熔点高或材料有弹v 性时性时, ,要加大保压时间。如：要加大保压时间。如：PP/PEPP/PE等。等。超声波铆超声波铆接接的优点的优点v 1.1.节能环保节能环保v 2.2.无需装备散烟散热的通风装置无需装备散烟散热的通风装置 v 3.3.成本低成本低, ,效率高效率高 v 4.4.容易实现自动化生产容易实现自动化生产v 5.5.焊接强度高，粘接牢固焊接强度高，粘接牢固v 6.6.焊点美观焊点美观超声波熔接的局限性与危害超声波熔接的局限性与危害v 超声波虽然有这么多优点，也有它的一些局限性和危害：超声波虽然有这么多优点，也有它的一些局限性和危害：v 1.1.对于工件的材料有限制。对于工件的材料有限制。v 2.2.功率不大，限制了熔接的面积。功率不大，限制了熔接的面积。v 3.3.目前超音波熔接对超音机的调机技术，以及超音波操作目前