从超声波焊接的角度,超声波具有三个非常重要的特性,这三个特性与超声波的焊接密切相关,是超声波焊接过程中发生的诸多现象的根源。理解这三个特性有助于理解超声波焊接的工艺要求,产品设计---从而可以正确的设计超声波焊接结构来满足超声波焊接的工艺要求,提---声波的焊接。
超声波的三个特性、产生的焊接现象、及其对塑胶件结构设计要求如表1所示:
1) 能量大;超声波能够产生的比声波大得多的能量,这是超声波能够对塑胶件件进行焊接的基础,同时这也是超声波焊接强度较高的---原因;正由于其产生---能量的能力,超声波甚至能够进行金属零件的焊接;而在另一个方面,恰恰由于能量大,超声波有可能对焊接界面造成;同时可能对塑胶件其它部位或者塑胶件上已经装配的其它零部件造成损坏。
2) 方向性好,振动摩擦机的价钱,几乎是直线传播;由于超声波的波长很短,衍射效应不---,所以可以近似地认为超声波是沿直线传播,即传播的方向性好,容易得到定向而集中的超声波束。因此,这要求超声波焊头与焊接零件保持足够大的接触面积,---超声波能能够传导到焊接界面。同时,如果在传播方向上存在孔洞等,超声波就难绕过孔洞传导能量,这也是超声波结构设计时需要注意的地方。
3) 衰减性;尽管超声波的穿透能力强,但超声波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减越厉害。另外,在不同的塑料中,超声波能量的衰减程度不一致。例如,在无定形塑料中,如abs,其能量衰减程度较小,两个abs塑胶件即使是远程焊接也能---焊接;在半结晶塑料中,如pa66,超声波能量衰减程度大,超声波传播距离较短,很难---远程焊接的。
超声波塑料焊机按频率不同可分为40khz、35khz、28khz、20khz、15khz,不同频率超声波焊机的区别如下:
01用途不同:超声波焊接通过振动使塑料件达到连接的作用,频率越高振幅越小,相应的功率越小,所以高频(40khz/35khz)焊机用于尺寸小二焊接精密的塑料件焊接;28khz焊机多用于手持点焊机,20khz/15khz超声波焊机用于大而复杂塑料件的熔接。
02超声波模具尺寸不同:超声波模具常见的是半波焊头,振动摩擦机维护,不同频率超声波焊机模具尺寸也不同,40k模具(7cm)、35khz(8cm)、28khz(10cm)、20khz模具(13cm)、15khz模具(17cm)。测量超声波模具长度也是判断频率的重要指标之一。
03结构不同:高频焊机(40khz、35khz、28khz)发声结构是分体式(换能器+变幅杆为单独部件)、台式超声波焊机(20khz、15khz)发声结构是一体式(换能器+变幅杆为整体件。
1、热板焊接
热板焊接是用平面电热板将需焊接的两平面熔融软化后迅速移去电热板、合并两平面并加力至冷却的一种焊接方式,适用于超声波难熔的非回转工件或大型塑料工件的熔接,这种方法焊接强度高,焊接部件的形状设计相对来说比较容易,例如汽车水箱、汽车工具箱、汽车组合灯、洗衣机平衡环等产品。
2、热风焊接
当热风气流直接吹向接缝区时,与母材同材质的填充焊丝和接缝区被熔化,振动摩擦机模具,填充材料与被焊塑料熔化在一起而形成焊缝。这种焊接方法的优点是焊接设备轻巧易携带,遂昌振动摩擦机,但对操作者的焊接技能要求比较高。
3、热棒和脉冲焊接
这两项技术主要用在厚度较小的塑料薄膜的焊接。并且这两种方法相似,都是将两片薄膜紧压在一起,利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量完成焊接。
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