(2025年)超声波焊接机调试试题附答案

(2025年)超声波焊接机调试试题附答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.超声波焊接机中，将高频电能转换为机械振动能的核心部件是（）A.发生器B.换能器C.调幅器D.模具答案：B2.调试塑料件焊接时，若出现焊接面局部未熔合，优先检查的参数是（）A.焊接压力B.振幅C.保压时间D.触发高度答案：D（触发高度决定模具初始位置，过高会导致接触不充分）3.某设备显示“频率偏移超差”，最可能的原因是（）A.电源电压不稳B.模具与换能器接触面有油污C.焊接时间设置过长D.气压不足答案：B（接触面污染会导致振动传递效率下降，引发频率偏移）4.调试金属件超声波焊接时，通常需要更高的（）A.频率B.振幅C.触发力D.冷却时间答案：B（金属密度大，需更大振幅传递能量）5.以下不属于超声波焊接机调试前准备工作的是（）A.清洁模具与工件接触面B.检查气压是否在0.4-0.6MPaC.预热设备30分钟D.确认工件定位工装精度答案：C（超声波焊接机无需预热，高频振动生热为瞬时过程）6.调试过程中，若焊接后工件变形量过大，应优先调整（）A.降低焊接压力B.增加振幅C.延长焊接时间D.提高触发高度答案：A（压力过大易导致工件受压变形）7.超声波焊接机的频率范围通常为（）A.1-10kHzB.15-70kHzC.80-150kHzD.200-500kHz答案：B8.调幅器的主要作用是（）A.调节焊接时间B.放大或缩小换能器输出振幅C.稳定电源电压D.监测焊接温度答案：B9.调试过程中，若模具与工件接触时发出异响，可能的原因是（）A.模具频率与设备不匹配B.气压过高C.焊接时间过短D.保压时间过长答案：A（频率不匹配会导致振动不协调，产生异响）10.测试焊接强度时，若拉伸测试显示界面断裂而非材料破坏，说明（）A.焊接能量不足B.压力过大C.振幅过高D.保压时间过短答案：A（能量不足导致界面未充分熔合）11.对于壁厚1mm的薄壁塑料件，调试时应优先选择（）A.高频率、低振幅B.低频率、高振幅C.高频率、高振幅D.低频率、低振幅答案：A（高频振动更适合薄壁件，减少热影响区）12.超声波焊接机的“动态追频”功能主要用于（）A.自动调节焊接时间B.补偿模具或工件温度变化引起的频率偏移C.控制气压稳定性D.监测焊接电流答案：B13.调试结束后，记录的关键参数不包括（）A.实际焊接时间B.设备环境温度C.模具型号D.工件批次号答案：B（环境温度非核心参数，除非特殊工艺要求）14.焊接透明塑料件时，为避免表面烫痕，应（）A.增加振幅B.降低触发力C.延长保压时间D.提高焊接压力答案：B（触发力过大易导致模具压痕）15.若设备显示“过载报警”，可能的原因是（）A.模具与工件接触面积过小B.气压低于0.3MPaC.焊接时间设置为0.1sD.换能器电缆连接松动答案：D（电缆松动会导致电流异常，触发过载保护）二、判断题（每题1分，共10分）1.超声波焊接的能量主要通过工件自身摩擦产生，因此无需外部加热源。（）答案：√2.模具安装时，只需确保与调幅器螺纹旋紧，无需检查垂直度。（）答案：×（垂直度影响振动传递均匀性）3.焊接压力越大，焊接强度越高。（）答案：×（压力过大会导致材料被压溃，强度下降）4.调试时，应先固定振幅和压力，再调整焊接时间。（）答案：√（优先固定硬件参数，再调时间）5.换能器表面有划痕不影响使用，只需清洁即可。（）答案：×（划痕会破坏振动传递的均匀性）6.焊接后工件飞边过大，可能是因为模具设计时焊接线过高。（）答案：√（焊接线过高会导致熔料溢出过多）7.金属焊接时，需在模具与工件间添加助焊剂。（）答案：×（超声波金属焊接依靠高频振动破除氧化层，无需助焊剂）8.设备长时间停用后，调试前应空载运行5分钟检查振动是否正常。（）答案：√9.焊接参数存储时，需标注工件材料、厚度等信息。（）答案：√10.若焊接后工件内部出现裂纹，可能是因为焊接时间过长导致材料过热分解。（）答案：√三、简答题（每题8分，共40分）1.简述超声波焊接机调试的基本流程。答案：①准备阶段：清洁模具、工件及接触面，检查设备状态（气压、电缆、冷却系统），确认工件定位工装精度；②初始参数设置：根据材料类型选择频率（如塑料常用20kHz，金属常用15kHz），设定初始振幅（通常为设备最大振幅的50%-70%）、焊接压力（0.2-0.5MPa）、触发高度（模具与工件初始间隙0.1-0.3mm）；③单次焊接测试：启动设备，观察焊接效果（是否完全接触、有无异响、飞边情况）；④参数调整：若焊接不牢，增加焊接时间或振幅；若变形过大，降低压力或缩短时间；⑤强度测试：通过拉力机或破坏性测试验证焊接强度，确保达到工艺要求；⑥稳定性验证：连续焊接10-20件，检查一致性，记录最终参数；⑦异常处理：若出现频率偏移、过载等报警，排查模具匹配性、接触面清洁度或电气连接问题。2.分析焊接后工件强度不足的可能原因及对应解决措施。答案：可能原因及措施：①焊接能量不足：表现为界面未熔合，需增加焊接时间、振幅或压力；②触发高度过高：模具未充分接触工件，调整触发高度至0.1-0.3mm；③工件表面污染（如油污、灰尘）：清洁工件及焊接面；④模具磨损：检查模具焊接线是否钝化，需修模或更换；⑤材料性能异常：如塑料吸湿导致熔点升高，需干燥处理；⑥设备频率偏移：模具与设备频率不匹配，重新匹配模具或调整追频参数。3.调试过程中，设备显示“频率搜索失败”，应如何排查？答案：排查步骤：①检查模具是否安装到位，确保模具与调幅器、换能器接触面清洁无异物（如油污、碎屑）；②确认模具频率与设备标称频率一致（如设备20kHz，模具需为20kHz±0.5%）；③检查换能器、调幅器、模具的连接螺纹是否松动，需用扭矩扳手按规定力矩（如20kHz模具扭矩80-100N·m）紧固；④测试换能器性能：断开模具，空载运行设备，若频率搜索正常，说明问题在模具；若仍异常，检查换能器是否老化（阻抗增大）或电缆损坏；⑤检查发生器参数设置，确认“自动追频”功能已开启，频率搜索范围未被限制过窄（通常±200Hz）。4.简述塑料件与金属件超声波焊接调试的主要差异。答案：①能量需求：金属密度大、导热性好，需更高振幅（如塑料振幅15-30μm，金属30-60μm）和压力（塑料0.2-0.4MPa，金属0.4-0.6MPa）；②频率选择：塑料常用20-40kHz（高频减少热影响区），金属常用15-20kHz（低频更易传递能量）；③模具设计：塑料模具需设计焊接线（尖状凸起集中能量），金属模具需设计网纹或沟槽（破除氧化层）；④焊接时间：塑料焊接时间短（0.1-0.5s），金属需更长时间（0.5-2s）以达到界面冶金结合；⑤冷却要求：金属焊接后需保压冷却（0.5-1s）防止变形，塑料保压时间较短（0.1-0.3s）。5.调试过程中，如何通过观察焊接痕迹判断参数是否合理？答案：①完美焊接：焊接面熔合均匀，飞边细小且连续（塑料飞边宽度≤0.5mm），工件无变形或压痕；②能量不足：焊接面局部未熔合（有透明或发白区域），飞边不连续或无飞边；③能量过高：飞边粗大（塑料＞1mm），工件表面出现烫痕或熔塌（塑料）、金属件表面压痕过深；④压力过大：工件变形（如薄壁件凹陷），飞边被压散（不连续）；⑤触发高度过高：焊接面中心熔合，边缘未熔合（模具未完全接触）；⑥触发高度过低：模具压入工件表面，导致压痕或材料溢出过多。四、实操题（每题10分，共20分）1.某车间需调试ABS塑料盒（壁厚2mm，焊接面为环形，直径100mm）的超声波焊接参数，现有设备为20kHz、最大振幅40μm，气压0.5MPa。请写出详细调试步骤及关键参数设定依据。答案：调试步骤及参数设定：①准备：清洁模具（环形焊接线需无毛刺）、ABS工件（酒精擦拭去油污），检查工装定位精度（确保盒体与盖同心度≤0.2mm）；②初始参数：振幅设为25μm（最大振幅60%，避免能量过高），焊接压力0.3MPa（ABS硬度中等，避免压溃），触发高度0.2mm（模具与工件初始间隙，确保接触充分），焊接时间0.3s（初始值），保压时间0.2s；③单次焊接测试：观察焊接面，若边缘未熔合（能量不足），增加焊接时间至0.4s；若中心熔塌（能量集中），调整模具焊接线高度（原0.3mm降至0.25mm，分散能量）；④强度测试：取5件焊接样品做拉力测试，目标强度≥30N/cm²（ABS焊接标准）；若强度不足，提高振幅至30μm；若强度达标但飞边过大（＞0.5mm），降低压力至0.25MPa；⑤稳定性验证：连续焊接20件，检查飞边一致性（宽度0.3-0.5mm）、无变形，记录最终参数：振幅30μm、压力0.25MPa、时间0.4s、保压0.2s；⑥异常处理：若出现频率偏移（设备报警），检查模具与工件接触面积是否过大（环形面需均匀），必要时在模具上加工排气槽（减少空气阻尼影响）。2.调试过程中，发现焊接后工件（PC材料，壁厚1.5mm）表面出现大量白色烫痕，分析可能原因并给出解决措施。答案：可能原因及解决措施：①触发力过大：模具初始接触工件时压力过高（如触发压力＞0.4MPa），导致模具压入PC表面产生压痕；解决：降低触发压力至0.2-0.3MPa，或调整触发高度（增加0.1mm间隙，减少初始冲击力）；②振幅过高：PC硬度高但脆性大，高振幅（＞35μm）导致局部能量集中；解决：降低振幅至25-30μm，同时延长焊接时间（0.3s增至0.4s）补偿能量；③模具表面粗糙：模具焊接线或表面