超声波焊接及其发展状况.doc

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1、超声波焊接及其发展状况超声波焊接特点及其发展状况摘要：超声波焊接如今在工业中的应用越来越广，木文将重点介绍超声波焊接的原理，方法，工艺参数，并结合具体实例，研究超声波焊接在工业上的应用。关键词：原理；应用实例；工艺参数引言：在科学技术飞速发展的当今时代，焊接己经成功地完成了自身的蜕变。很少冇人注意到这个过程何时开始，何吋结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接己经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融

2、合在焊接之中，而超生波焊接正是这个家族中的一名新成员。1•超声波焊接原理：通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区（即两个焊接的交界面）处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后，讣压力持续，有些许保压时间,使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的冃的，焊接强度能接近于原材料本体强度。2.超音波的熔焊应用方法2.1熔接法：以超咅波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块犁胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强

3、度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。2.2钏焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为钏钉形状，使不同材质的材料机械钏合在一起。2.3埋植：藉着焊头Z传道及适当Z压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。2.4成型：本方法与钏焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外焊头发出超咅波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件

4、使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。2.5点焊:A）将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。B）对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。2.6切割封口:运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。超声波焊接的2.超声波焊接应用实例：3.1超声波焊接原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40千赫兹电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套

5、可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用來焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。3.2一套超声波焊接系统的主耍组件包括超声波发生器，换能器/调幅器/焊头三联组，模具和机架,如下图一所示：图一超声波焊接系统构成3.3线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能來使塑料熔化。热能來自一定压力下，一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一口达到预期的焊接程度，振动就会停止，同时仍I口会冇一定的压力施加于两个

6、工件上，使刚刚焊接好的部分冷却、固化,从而形成紧密地结合。3.4轨道式振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。在进行轨道式振动摩擦焊接时，上部的工件以固定的速度进行轨道运动一一向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能，使两个犁料件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化，运动就停止，两个工件的焊接部分将凝固并牢牢的连接在一起。小的夹持力会导致工件产生最小程度的变形，直径在10英寸以内的工件可以应用轨道式振动摩擦进行焊接。3.5超声波金属焊接是通过高频的机械振动对非铁磁性的金属物料工件进行焊接。在焊接过程中，将其中一个工件固定，另一个工件以20/

7、40kHz的频率在其表面进行循环往复的振动，同时对工件施加压力，使工件间形成一种牢固的结合，从而达到焊接的效果。整个焊接过程可以被精确地控制，同时不会在金属表面产生多余的热量，焊接牢度强。2.产品制造工艺参数塑料超声波焊接过程包括超声波频率、振幅、焊接功率、焊接压力、焊接吋间和保压时间等几个参数。焊接质量取决于多个因素的综合影响。4.1焊接功率焊接功率指焊接设备的输出功率。焊机功率的选择由焊接材料、焊接面大小等决定。对于材料熔点低的零部件选择的功率相应要降低。4.2频率和振幅超声波频率一般为15kHz到40kHz范围内。焊接前需对设备的输出

8、频率进行校准。使焊接设备达到最佳频率值。振幅是塑料在超声波焊接时首要选择的工艺参数。表1介绍了几种常用的塑料在20kHz下所需的振幅范围。在适宜的振幅范围内，振幅增加有利于超声波