l.1超声波焊接原理

　　声波是声音的传播形式,是一种物质波,它需要介质向四面八方传播,在弹性介质中传播着的压力振动。声波在固体中传播时,同时有纵波和横波两种形式。声波每秒振动的次数是声音的频率,单位赫兹(Hz),把频率高于20000Hz的声波称为超声波,而频率低于20Hz称为次声波回。超音波在媒质中遵通波的反射、折射、衍射、散射等传播规律,但是9的l频率高,波长较短,不易衍射,能量集中,在均匀介质中可以定向直线传播,传播过程中来减较小,反射能力强。

　　超声波焊接‍原理是属于热焊接,在一定压力下,将高频机械波传递到被焊件的连接界面处,一方面超声波致使焊件内部分子振动产热,另一方面焊件接触面相互摩擦产生热量,温度升高引起焊件加热熔化,冷却凝固后实现材料的焊接。

超声波焊接机原理具有很多优点:

   1)焊接速度快、强度高:

   2)不会造成焊接变形,不影响产品外观:

   3)工作场所l·净,无污染,利于环保;

   4)操作简单,易控制,可以进行自动化操作;

   5)焊件表面无需额外处理,对材科的介电性无要求,异类的塑料也可进行焊接。

超音波焊接具有诸多优点,在汽车、电子等领域得到了广泛应用。

超声波焊接机结构组成及其功能

l.2.3   气动加压系统

　　向焊件施加静压力,主要有液压、气压、电磁加压等。大功率焊机多为液压,无冲击力。小功率多使用气压。加压系统还包括算央的央持机构,用来固定焊件的位置。

1.4.4   程序控制器

　　用来控制焊接机的工作过程,控制预压时问,焊接时间,焊接位移等参数。随着电子技术的发展,为满足声学反検及自动控制的需要,计算机控制也已较为普通。

　                             长荣超声波焊接机电箱结构示意图

　                         智能数字超声波发生器线路板

　　超声波焊接原理在超声波焊接过程中,由超声波发生器产生15-40kHz·的高频电流,然后由磁致式或压电超声波換能器把输出的高频电流转变成高频的机械振动。再由传送器将振动能量增强并传递至焊头,在静压力的作用下将弹性振动能量转变为焊件间的摩擦功,变形能及内部分子振动能。当焊接件界面处的温度达到了熔点(半结品性塑料)或者玻璃态转变温度(非结品性塑料)时,焊件焊点位置的材料会变为液态流动。随着振动继续,熔化的材料会相互混合,在焊接处相互浸透,最后在压力作用下冷却后形成焊接接头。

下图所示超声波焊接机原理示意图。

　　　超声波焊接过程中焊件可以分为四个状态:PI一固态摩擦生热,Pn一不稳定摩擦熔化,Pm一稳定摩擦熔化,P「V一固化['2]。

焊接过程焊件的状态图1.3所示超声波焊接机原理。

PI一固态摩擦产热:在焊件界面部位的初始加热。焊接过程刚开始,焊件的分子内振动产生的热量加上界面上相互摩擦产生热量,焊接部件在界面处开始软化但未熔化,焊接件问没有产生相互滲透。

Pn1一不稳定摩擦熔化:此时,界面处材料开始熔化,并开始沿侧面方向向外流动。但因为熔化阶段刚开始,熔化层厚度很薄,向外流动的材料很少。

Pm一稳定摩擦熔化:在该阶段,随着焊接过程的继续进行,固体的熔化速率与熔融材科的外流速率相同。此时,焊接件相互港透的深度随时间线性增加,最后到达定值。

　　焊接质量除与材料本身物理特性有关外,还与焊接的工艺有密切的关系,如焊接功率、超声频率、超声波振幅、焊接压力,焊接时间等更多超声波焊接机原理，请致电。

                                                                                              超声波焊接机结构功能示意图

超声波焊接机结构组成：由超声波发生器、超声换能系统、程序控制及气动机架系统几部分组成

A：超声波塑胶焊接机结构组件名称

（1）升降速度               （2）焊接时间               （3）保压时间       

（4）气压表                 （5）调压器                 （6）超声测试开关

（7）焊头升降开关           （8）延迟时间               （9）分水器

（10）机体固定把手         （11）升降手轮              （12）换能器固定座

（13）换能器固定螺丝       （14）变幅杆                （15）焊头

（16）触发开关             （17）急停开关              （18）限位螺栓

（20）电源开关             （21）过载指示灯            （22）超声测试开关

（23）负载电流表           （24）调频电感              （25）散热风口

（26）控制插座             （27）超声输出插座          （28）保险丝座

（29）电源线入口           （30）功率调节开关

B：超声波焊接机结构部件名称及功能

（1） 下降速度：调节此旋钮可调节焊头下的速度，顺时针旋转减速、反之加速。

（2）   焊接时间：此钮为一波段开关，实为一可调电阻，调节超声波焊接的时间。

（3）   保压时间：此旋钮同焊接时间旋钮相同，用于调节超声波发射完后，塑料件固化的时间。

（4）   气压表：指示工作气压。

（5）   调压器：用于调节工作气压，将旋钮拔出即可调节，调好后再压入即可。

（6）   超声测试开关：轻触开关，即可发送超声波，一般用于检测超声波是否正常。

（7）   焊头升降开关：主要用于校对模具，该开关为自锁开关，按下后需重按复原。

（8）   延迟时间：表示从触发开始到超声波发出之间的延时时间；

（9）   分水器：用于分离压缩空气中的水分，请在积水半满时将杯底针向上压，以排出积水。

（10）   机体固定把手：用于固定上部机架。

（11）   升降手轮：将（10）松开后即可调整机架高低。

（12）   换能器固定座：用于固定换能器系统。

（13）   换能器固定螺丝：

（14）   变幅杆：又叫增幅器，用于放大换能器输出振幅。

（15）   焊头：又叫焊模，将超声波能量传至工件。通常为谐振频的半波长，材料多为钛合金或铝合金，铝合金焊头易在工作物上留下氧化物，可以电镀或使用防热塑料膜来防止。

*注意*焊头不可以任意修改，否则会改变其谐振频率及机械强度，容易导致换能器或电器零件损坏。

                                大功率超声波焊接机功能结构示意图

（16）   触发开关：两边开关同时触发，可实现正常程序。

（17）   急停开关：该开关为自锁开关，一经触发，则焊头不能下降。如触发后应旋钮复位，便于程序运作。

（18）   限位螺栓：调节螺栓上螺母位置，可限制焊头下降的高度，控制塑料件熔接深度。

（20）电源开关：打开此开关后，电源导通，指示灯亮，风扇开始运转。

（21）过载指示灯：当本机超声波振动异常时，此灯会亮，并停止发振。

（22）超声测试开关：触发即有超声波发生，用于检验声波是否正常。

（23）电流表：空载时，表示焊头谐振的程度，（指针越低越好，视焊头与输出功率而异，通常在1A左右，最大不超过1.5A焊接产品时表示输出功率的大小。（视工件而定）。

（24）调频旋钮：调节电路部分的工作频率与机械振动谐振频率相匹配。（详细步骤，请参照操作要领。）

（26）控制插座：利用电缆连接，传输控制回路信号。

（27）超声输出插座：利用电缆连接，将高压电信号传输给换能器。

（28）保险丝座：容纳保险丝。

（30）振幅调节开关：选定适当的焊头输出振幅，以配合工作之要求。

　　一台完整的超声波焊接机基本上都是有以上部件组成，超声波焊接机结构组成不外乎以上介绍，谢谢！