超声波焊接技术讲座-经典

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:[phone]手機:[phone]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。超声焊接超声振动表面和分子间摩擦受热-熔化-焊接系统组件发生器控制器支架换能器调幅器焊头夹具压强下降速率力X频率X振幅速率因素速率功率因素能量=功率X时间力可以改变超声波焊接机汽車家电医疗包裝玩具纺织超声波六个主要应用技术•熔接•铆焊•嵌插焊•点焊•成形焊•去浇口超声熔接超声振动表面和分子间摩擦受热-熔化-焊接铆焊标准轮廓焊头焊前焊后D=柱头直径铆焊丘形柱铆焊焊前焊后D=圆柱直径1.5D0.5D锯齿铆焊铆焊焊前焊后平齐铆焊铆焊焊前焊后铆焊铆焊嵌焊对于垂直孔洞的直纹和导入点焊焊前焊后焊头成形焊去浇口往复折弯运动机械振动标准波形去浇口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去浇口聚合体材料高聚物之焊接特性高聚物分类×热固型塑料热塑性塑料物理结构半结晶型无定型结构无定形半结晶型温度－比热图比热温度半结晶型无定形TgTm近区和远区焊接近区第一选择远区第二选择HornHorn近区远区ABS丙烯靓-丁二烯-苯乙烯共聚物12111ABS/PCalloyABC/聚碳酸酯共混料(赛柯乐800)22222Acrylica(PMMA)有机玻璃23422Acrylicmultipolymer丙烯酸系多元共聚物24222Butadiene-styrene丁二烯-苯乙烯24222Polyamide-imide聚酰胺-酰亚胺24555Phenylene-oxidebasedresins亚苯基-氧化物为主的树脂22212Polyarylate聚芳酯24555Polycarbonateb聚碳酸酯22322Polystyrene(generalpurpose)聚苯乙烯11424Polystyrene(rubbermodified)聚苯乙烯橡胶改性的23111Polysulfoneb聚砜24324PVC(rigid)聚氯乙烯硬质45213SAN聚苯乙烯-丙烯腈11423材料无定形树脂熔焊成型焊和铆焊嵌焊点焊近区远区Acetal聚甲醛24324Fluoropolymers氟聚合物55555Nylon尼龙24324Polyester,thermoplastics聚酯（热塑性的）PET/PBT35555Polyethylene聚乙烯55322Polymethylpentene聚甲基戊烯（TPX）44312Polyphenylenesulfide聚苯硫34524Polypropylene聚丙乙烯45121材料半结晶型树脂熔焊成型焊和铆焊嵌焊点焊ABSABS/聚碳酸酯共混料聚甲醛丙烯腈（PMMA）丙烯酸系多元共聚物丁二烯-苯乙烯Fluoropolymers氟聚合物Nylon尼龙亚苯基-氧化物为主的树脂聚酰胺-酰亚胺(托朗)聚碳酸酯(PC)热塑性聚酯聚乙烯(PE)聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)聚砜聚氯乙烯(PVC)SAN-NAS-ASAABS○○○ABS/聚碳酸酯共混料○聚甲醛○丙烯腈（PMMA）○○○○○○丙烯酸系多元共聚物○○○丁二烯-苯乙烯Fluoropolymers氟聚合物Nylon尼龙亚苯基-氧化物为主的树脂○○○聚酰胺-酰亚胺(托朗)聚碳酸酯(PC)○○○热塑性聚酯聚乙烯(PE)聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)○○○聚砜○聚氯乙烯(PVC)○SAN-NAS-ASA○○○○○－表示相熔○－表示在某些情况下相熔热塑性塑料超声波焊接的相熔性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•颜料脱模剂内润滑剂...........................硅酮/聚四氟乙烯脂肪酸填料类型玻璃纤维滑石碳酸钙百分比二或多次反覆料颜料工艺参数需作调整。导向和塑膠件設計•基本导向•阶梯•槽型•纹理表面•剪切•膠件設計能量导向温度温度时间时间能量导向之优点增加接口强度减少飞溅减少焊接时间所需振幅较低基本能量导向W4W8W64焊前焊后阶梯导向W8W8W3(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)槽型导向(Min.0.125”[3.2mm])WW3W3W8W8间隙配合W4能量导向和纹理表面纹理的优点增强接头强度减小飞溅减少焊接时间较低振幅无纹理有纹理无纹理(50ms)有纹理(50ms)无纹理(100ms)有纹理(100ms)无纹理(150ms)有纹理(150ms)无纹理(200ms)有纹理(200ms)能量导向连续十字交叉能量导向能量导向中断的十字交叉能量导向能量导向带纹理的刀刃焊前焊后能量导向和内壁垂直能量导向中断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)剪切接口：焊接深度推荐1.25W最小0.5W最大1.75W(W=壁厚)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尖角避免推荐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焊头附加物潜在的裂纹点附加物焊头振动膜焊接时间改小振幅加大或减小AmplitudeProfilingTM焊头中心柱塞内壁加厚内部支撑筋焊头接触正确不正确耦合面太小焊头接触增加法兰以便焊头直接位于焊接区域上模具技术•換能器•調幅器•焊头•底座压电陶瓷通电前通电后HH标准振幅可能损坏的原因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。1:0.61:11:1.51:2.01:2.51:0.61:11:1.51:2.0调幅器的增益压强下降速率力X频率X振幅速率因素速率功率因素能量=功率X时间力可以改变负载黑色银色无调幅器金色压力如何选择调幅器1.可咨询本公司应用部2.超声焊头有其相应的调幅器增益极限3.工件塑膠特性,面積大少,形狀------振幅4.应用之種類---铆焊,点焊,嵌插焊等焊头1.定义2.材料3.表面处理4.焊头设计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。焊头材料钛合金铝合金冷凝钢焊头设计•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»客户安心使用什么是振幅振幅节点振幅与应力横向应力5”31/2”全波焊头复合（子母）焊头可更换焊嘴有限元分析故障检修基本的故障信号高音噪声空载负载率高对塑件的负载率不够过载显示外观检验检察其它区域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。运作原理+电磁线圈电磁线圈框架弹簧支撑台面上模下模驱动板弹簧频率240Hz(线性)100Hz(轨迹)120Hz(线性)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塑料种类广泛汽车汽车引擎室内部件汽车内装品/车体部分进气歧管燃料过滤器机油滤清器真空箱清洗液容器水箱动力转向油罐防尘盖仪表盘（组合）手套箱喇叭箱靠手台空气导管大灯组合尾灯车门内板保险杆及安装架优势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•热板焊接•焊接周期长•能量消耗大•热板上有污物•材料受热易变性，生产不稳定•散发气味，污染环境•材料有局限（PA,PP）•溶剂/粘结剂•连接周期长•操作复杂，难以自动化•污染环境•劳动密集型•需要时间、空间和辅助件等来固化•效果不稳定•旋转焊接•仅限于圆形塑件•单一塑件焊接•塑件尺寸和外形有局限•定位有一定偏差•材料有局限•超声焊接•周期短•成本低•材料有局限•塑件尺寸和外形有局限振动摩擦焊和其它焊接方式之比较?