當(dāng)超聲波作用于熱塑性塑料接觸面時,焊頭以每秒15kHz、20kHz或更高的頻率垂直振動,這種高頻振動通過上焊件將超聲能量傳遞到焊區(qū)。由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大,會產(chǎn)生局部高溫。又因塑料導(dǎo)熱性差,熱量一時難以散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個塑料的接觸面迅速熔化。此時,在一定壓力作用下,熔化的塑料相互融合。當(dāng)超聲波停止作用后,保持壓力幾秒鐘,使熔化的塑料凝固成型,形成堅固的分子鏈,從而達(dá)到焊接目的,且焊接強(qiáng)度能接近原材料強(qiáng)度。例如在塑料玩具的生產(chǎn)中,利用這一原理可快速將各個塑料部件焊接在一起。超聲波焊接廣泛應(yīng)用于塑料、金屬和復(fù)合材料等領(lǐng)域。河北工業(yè)超聲波焊接機(jī)的工作原理
功率是超聲波焊接中極為關(guān)鍵的參數(shù)。功率大小直接左右焊接的效率與質(zhì)量。當(dāng)焊接硬質(zhì)塑料時,因其材料特性,通常需要較高功率來產(chǎn)生足夠熱量實(shí)現(xiàn)焊接;而對于軟質(zhì)塑料,過高功率會導(dǎo)致材料過熱變形,所以需要較低功率。在實(shí)際焊接前,必須通過小規(guī)模測試來確定比較好功率設(shè)置。例如,在焊接聚碳酸酯(PC)這種硬質(zhì)塑料時,可能需要將功率設(shè)置在較高水平,如500W-800W;而焊接聚乙烯(PE)這種軟質(zhì)塑料時,功率可能只需200W-400W。若功率設(shè)置過高,材料會因過熱出現(xiàn)碳化、變形甚至損壞的情況;功率設(shè)置過低,則無法使材料達(dá)到熔點(diǎn),導(dǎo)致焊接不牢固。河南醫(yī)療超聲波焊接供應(yīng)商超聲波焊接的焊接速度可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整,以滿足不同的生產(chǎn)節(jié)奏。
在這個過程中,形成了一個堅固的分子鏈,將兩個塑料工件牢固地連接在一起,實(shí)現(xiàn)了焊接的目的。而且,焊接強(qiáng)度能夠接近于原材料的強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的質(zhì)量好壞,主要取決于換能器焊頭的振幅、所施加的壓力以及焊接時間這三個關(guān)鍵因素。焊接時間和焊頭壓力在實(shí)際操作中可以根據(jù)不同的焊接需求進(jìn)行靈活調(diào)節(jié),而振幅則由換能器和變幅桿的固有特性決定。這三個量相互影響、相互作用,存在一個適宜的取值范圍。當(dāng)能量超過適宜值時,塑料的熔解量過大,焊接物容易發(fā)生變形;若能量過小,則無法達(dá)到良好的焊接效果,焊接不牢固。同時,所施加的壓力也不能過大,否則會對工件造成損傷。這個比較好壓力值是焊接部分的邊長與邊緣每1mm所對應(yīng)的比較好壓力的乘積,需要根據(jù)具體的焊接材料和工藝要求進(jìn)行精確計算和調(diào)試。
在現(xiàn)代制造業(yè)中,焊接技術(shù)是實(shí)現(xiàn)材料連接的關(guān)鍵手段。從汽車制造到電子設(shè)備生產(chǎn),從醫(yī)療器械制造到日常用品加工,焊接技術(shù)無處不在。而在眾多焊接技術(shù)中,超聲波焊接以其獨(dú)特的優(yōu)勢脫穎而出,成為一種備受青睞的連接方法。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效、精確的焊接,還具有環(huán)保、節(jié)能等諸多優(yōu)點(diǎn),為現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。超聲波是指頻率高于20kHz的聲波,超出了人類聽覺的上限。在超聲波焊接系統(tǒng)中,首先通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲的普通交流電轉(zhuǎn)換為15、20、30或40kHz的高頻電能。這一轉(zhuǎn)換過程利用了電子電路中的振蕩原理,通過特定的電路設(shè)計產(chǎn)生高頻信號。隨后,被轉(zhuǎn)換的高頻電能傳輸至換能器。換能器通常采用壓電陶瓷等材料制成,其工作原理基于壓電效應(yīng)。當(dāng)高頻電能作用于壓電陶瓷時,壓電陶瓷會產(chǎn)生與高頻電能頻率相同的機(jī)械振動,從而將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。這種機(jī)械振動通過一套精心設(shè)計的變幅桿裝置進(jìn)行傳遞和放大。變幅桿的形狀和尺寸經(jīng)過精確計算,能夠根據(jù)需要改變振動的振幅,將機(jī)械振動高效地傳遞到焊頭。焊頭作為直接與待焊接工件接觸的部分,將接收到的振動能量傳遞到工件的接合部,為后續(xù)的焊接過程奠定基礎(chǔ)。超聲波焊接技術(shù)可用于生產(chǎn)具有防水、防塵功能的電子產(chǎn)品。
在提高焊接質(zhì)量和可靠性方面,將開展更深入的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。通過先進(jìn)的材料分析技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,深入了解超聲波焊接過程中材料的微觀組織演變、原子擴(kuò)散機(jī)制以及焊接接頭的力學(xué)性能形成機(jī)理,從而為優(yōu)化焊接工藝提供更堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。開發(fā)更精確、更高效的超聲波焊接質(zhì)量檢測技術(shù)和設(shè)備,如基于先進(jìn)傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)、高分辨率的無損檢測設(shè)備等,能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地檢測焊接接頭的質(zhì)量缺陷,如虛焊、未焊透、裂紋等,并及時反饋給焊接設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,確保焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。同時,制定和完善超聲波焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,規(guī)范焊接工藝和質(zhì)量檢測流程,促進(jìn)超聲波焊接技術(shù)在各行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。超聲波焊接機(jī)可根據(jù)不同的焊接需求進(jìn)行定制,滿足多樣化的生產(chǎn)要求。上海醫(yī)療超聲波金屬焊接生產(chǎn)廠家
超聲波焊接機(jī)可根據(jù)不同的焊接需求更換焊頭,實(shí)現(xiàn)多種焊接模式。河北工業(yè)超聲波焊接機(jī)的工作原理
醫(yī)療行業(yè)對產(chǎn)品的安全性和衛(wèi)生性要求極高,超聲波焊接因其無污染、無化學(xué)殘留的特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在醫(yī)療器械制造中,如注射器、輸液器等一次性醫(yī)療器械的生產(chǎn),采用超聲波焊接將塑料部件焊接在一起,確保產(chǎn)品的密封性和無菌性;在醫(yī)療設(shè)備的電子元件封裝中,能將電子元件密封在塑料外殼內(nèi),防止灰塵、水汽等雜質(zhì)進(jìn)入,保證醫(yī)療設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行;在人工關(guān)節(jié)等植入式醫(yī)療器械的制造中,超聲波焊接可用于連接金屬部件,確保連接強(qiáng)度和生物相容性,滿足人體長期使用的要求。河北工業(yè)超聲波焊接機(jī)的工作原理