频率在超声波塑料焊接机中很重要

文章来源：「南京-扬州」超声波焊接机,江苏振动摩擦焊接机,超声波塑料焊接机,超声波焊接模具  添加时间：2019-4-8 14:16:54

　　超声波焊接涉及使用高频声能来软化或熔化接头处的热塑性塑料。待连接的部件在压力下保持在一起，然后通常以20,30或40kHz的频率进行超声波振动。成功焊接部件的能力取决于设备的设计，待焊接材料的机械性能和部件的设计。由于超声波焊接非常快（焊接时间通常小于1秒）并且易于自动化，因此它是一种广泛使用的技术。为了保证任何部件的成功焊接，需要仔细设计部件和固定装置，因此该技术最适合大规模生产。该过程的好处包括：能源效率，

　　超声波焊接机包括四个主要部件：电源，转换器，幅度调节装置（通常称为增压器）和称为喇叭（或超声波发生器）的声学工具。电源以50-60Hz的频率将主电源变为工作在20,30或40kHz的高频电源。该电能供应给转换器。在转换器内，压电材料盘夹在两个金属部分之间。转换器将电能在超声频率下变为机械振动能。然后振动能量通过增强器传递，这增加了声波的幅度。声波然后传递到喇叭。喇叭是一种声学工具，可将振动能量直接传递给正在组装的部件，并且还施加焊接压力。振动通过工件传递到接合区域。在这里，振动能量通过摩擦转化为热量 - 然后软化或熔化热塑性塑料，并将部件连接在一起。

　　以下是超声波焊接过程中需要考虑的因素：

　　加热速率

　　超声波焊接的加热速率是频率，振幅和夹紧力的综合影响的结果。在加热速率方程中，夹紧力和频率表现为乘数。对于给定的机器，频率通常是固定的。塑料中的加热速率直接变化并且与施加的夹紧力成比例。当施加更大的夹紧力时，加热速率与变化成正比增加。然而，加热速率随振幅的平方而变化 - 如果振幅增加，则加热速率急剧增加。因此，超声波焊接机的频率与其输出幅度之间存在反比关系。如果使用最高可用振幅产生始终如一的可接受结果，则通常需要最小的部件损坏和长的超声波发生器/喇叭寿命。

　　塑料材料

　　超声波焊接工艺中的一个重要考虑因素是材料。较软的材料不会携带声音和较硬的材料，并且需要来自工具的更大振幅以获得关节的可用振幅量。在接头细节消失之前，具有较高熔体温度的材料将需要更大的振幅以达到焊接温度。选择频率较低且幅度较高的机器通常建议使用软质或高温材料。较硬的材料可能因高振幅而受损，并且可能加热太快以至于该过程变得不可控制。焊接过快也会导致焊接不良。

　　工具设计限制

　　控制超声波发生器/喇叭设计的物理定律与波长有关。降低声学性能的大多数因素与横向尺寸有关 - 尺寸垂直于振幅方向。如果工具具有更长的波长（更低的频率），则它可以具有更大的横向尺寸。较低频率的工具将比执行相同应用的更高频率工具更简单并且可能更耐用。

　　机器

　　高频焊机通常使用小型工具 - 精确制造小而精密的零件。它们通常具有由小气缸驱动的小型轻型滑动件。低频焊机通常以高振幅运行大型工具，使较大的部件由较软的材料制成。它们通常具有由较大气缸驱动的大而重的滑块。

　　连接类型

　　超声波振动能量用于几种不同的装配和精加工技术，例如：

　　焊接：在两个热塑性部件的配合表面产生熔体的过程。当超声波振动停止时，熔融材料凝固并实现焊接。得到的接合强度接近母材的接合强度; 通过适当的零件和接头设计，可以实现气密密封。超声波焊接允许快速，清洁的组装，无需使用消耗品。

　　铆接：熔化和重整热塑性螺柱以将异种材料机械锁定在适当位置的过程。使用这种技术可以缩短循环时间，紧密组装，良好的最终组装外观以及消耗耗材。

　　插入： 将金属部件（例如螺纹插入件）嵌入热塑性部件的预成型孔中。高强度，减少成型周期和快速安装，没有应力积累是一些优点。

　　型锻/成型：通过超声波熔化和重整塑料脊或重整塑料管或其他挤压部件来机械地捕获组件的另一个部件。该方法的优点包括加工速度，较少的应力积累，良好的外观和克服材料记忆的能力。

　　点焊 ：一种组装技术，用于在局部点连接两个热塑性部件，而无需预制孔或能量导向器。点焊产生强烈的结构焊接，特别适用于大型零件，挤压或铸造热塑性塑料板，以及具有复杂几何形状和难以到达的连接表面的零件。纵切

　　纺织/薄膜密封：利用超声波能量加入薄的热塑性材料。可以实现薄膜中的透明，压力密封以及纺织品中的整洁局部焊接。同时切割和密封也是可能的。各种图案砧可用于提供装饰性和功能性“缝合”图案。

　　应用

　　超声波组装是汽车，家电，医疗，纺织，包装，玩具和电子市场等众多应用的******方法。超声波组装的基本优势 - 快速，坚固，清洁和可靠的焊接 - 对所有市场都是通用的。