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稷械超聲波科技(上海)有限公司主營(yíng):超聲波焊接機(jī)、超聲波熔接機(jī)、超聲波塑料焊接機(jī),可定制各種頻率的超聲波模具!

超聲波焊接機(jī)焊頭

作者:稷械超聲波 發(fā)布時(shí)間:23-04-18 點(diǎn)擊:231

超聲波焊接機(jī)焊頭的振幅參數(shù)

振幅,對(duì)于需要焊接的材料來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),相當(dāng)于鉻鐵的溫度,溫度達(dá)不到,就會(huì)熔接不上;溫度過(guò)高,就會(huì)使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強(qiáng)度變差。

因?yàn)槊块g公司選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經(jīng)過(guò)適配不同變比的變幅桿及焊頭,能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求,通常換能器的輸出振幅為10-20μm,而工作振幅一般為30μm左右,變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀、前后面積比等因素有關(guān)。以形狀來(lái)說(shuō),如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等,對(duì)變比影響很大,前后面積比與總變比成正比。若貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機(jī),簡(jiǎn)單的方法是,按已工作的焊頭的比例尺寸制作,方能使振幅參數(shù)的穩(wěn)定。


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超聲波焊接機(jī)焊頭的頻率參數(shù)

每個(gè)公司的超聲波焊接機(jī)都有一個(gè)頻率,例如15KHz、20KHz等,焊接機(jī)的工作頻率主要由換能器(Transducer)、變幅桿(Booster)和焊頭(Horn)的機(jī)械共振頻率所決定。

發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整,以達(dá)到相同,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每個(gè)部分都設(shè)計(jì)成一個(gè)半波長(zhǎng)的諧振體。發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個(gè)諧振工作范圍,如一般設(shè)定為±0.5KHz,在此范圍內(nèi),焊接機(jī)基本能正常工作。我們制作每個(gè)焊頭時(shí),都會(huì)對(duì)諧振頻率作調(diào)整,要求做到諧振頻率與設(shè)計(jì)頻率誤差小于0.1KHZ,如20KHz焊頭,我們焊頭的頻率會(huì)控制在19.90-20.10KHz,誤差為5‰。

  

超聲波焊接機(jī)焊頭的振動(dòng)節(jié)點(diǎn)

焊頭、變幅桿,均被設(shè)計(jì)為一個(gè)工作頻率的半波長(zhǎng)諧振體。在工作狀態(tài)下,兩個(gè)端面的振幅大,應(yīng)力小,而相當(dāng)于中間位置的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有振幅,應(yīng)力大。節(jié)點(diǎn)位置一般設(shè)計(jì)為固定位,但通常的固定位設(shè)計(jì)時(shí)厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以,固定位并不是沒(méi)有振幅,這樣就會(huì)引致一些叫聲和一部分的能量損失,對(duì)于叫聲,通常用橡膠圈同其它部件隔開,或采用隔聲材料進(jìn)行屏蔽;能量損失在設(shè)計(jì)振幅參數(shù)時(shí)予以考慮。

 

超聲波焊接機(jī)焊頭的加工精度

超聲波焊頭,因?yàn)楣ぷ饔诟哳l振動(dòng)情況下,應(yīng)盡量保持一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì),以免聲波傳遞時(shí)的不對(duì)稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動(dòng)(我們所用于焊接的焊頭,利用的是超聲波振動(dòng)的縱向傳遞,對(duì)于整個(gè)諧振系統(tǒng)而言),不均衡振動(dòng)能導(dǎo)致焊頭發(fā)熱及斷裂。

超聲波焊接應(yīng)用于不同行業(yè),對(duì)加工精度要求是不同的。對(duì)于很薄的工件,如鋰離子電池片與耳的焊接、金箔等的包覆等,對(duì)加工精度的要求高,我們的加工設(shè)備均采用數(shù)控設(shè)備,這樣才能使加工出來(lái)的精度符合要求。

 

超聲波焊接機(jī)焊頭的使用壽命

一只焊頭的使用壽命,關(guān)鍵決定于兩個(gè)方面:一、材料,二、工藝。

 

超聲波焊接機(jī)焊頭的材料方面:

超聲波焊接要求金屬材料有柔順性(聲波傳遞過(guò)程中機(jī)械損耗小)好的特點(diǎn),所以,常用的材料為鋁合金及鈦合金。

材料是超聲波模具壽命與熔接產(chǎn)品的主要原因之一。模具完成的過(guò)程是復(fù)雜的,所以,模具工程師設(shè)計(jì)時(shí)需慎重選擇材質(zhì),亦需了解本身產(chǎn)品要求該使用何種材質(zhì),以免因疏忽而影響其時(shí)效與品質(zhì)。

 

現(xiàn)將目前每種材料的特性略述如下:

1.鋁鎂合金(7075T651,2024T651,6061T651)

(1)7075T651:使用于振動(dòng)系統(tǒng)及焊頭制造,該材料具有很高的機(jī)械屈服強(qiáng)度,硬度高,熱傳導(dǎo)強(qiáng),是理想的超聲波模具制造材料;

(2)2024T651:一般使用與焊頭制造,韌性佳,熱傳導(dǎo)強(qiáng),硬度適中,用于一般塑膠制品;

(3)6061T651:使用于較低出力之焊頭制造,韌性佳,質(zhì)較軟。

2.鈦合金

用于連續(xù)發(fā)振的機(jī)種,韌性較高,熱傳導(dǎo)佳,硬度高,而成本貴。

3.國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)鋁合金

國(guó)產(chǎn)料,用于普通鋁材加工,熱傳導(dǎo)低,對(duì)超音波機(jī)械損耗高,成本低。

 

超聲波焊接機(jī)的焊頭的作用是對(duì)于特定的塑料件制作,符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計(jì)為所工作的超聲頻率的半波長(zhǎng),所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過(guò)特別的設(shè)計(jì);任何的改動(dòng)均可能引致頻率、加工效果的改變,它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同,尺寸也會(huì)有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有:鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動(dòng)的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。

 

超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)部分組成:發(fā)生器、氣動(dòng)部分、程序控制部分,換能器部分。發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻(例如20KHZ)的高壓電波。

 

超聲波焊接機(jī)高壓電波氣動(dòng)部分主要作用是在加工過(guò)程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。程序控制部分控制整部機(jī)器的工作流程,做到一致的加工效果。換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng),經(jīng)過(guò)傳遞、放大、達(dá)到加工表面。

 

當(dāng)使用一個(gè)加工不當(dāng)或是未經(jīng)過(guò)調(diào)諧的焊頭,將給你的生產(chǎn)帶來(lái)很大的損失,它會(huì)破壞焊接性能,嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器的損壞。

 

因此,超聲波模具的設(shè)計(jì),不像它的外形那樣簡(jiǎn)單,相反,需要很多的相關(guān)知識(shí)和技能,那么,如何讓焊頭能夠穩(wěn)定地工作?如何讓焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機(jī)械振動(dòng)能直接地傳遞到工件上,形成持續(xù)穩(wěn)定的焊接?

 

超聲波模具,即使已經(jīng)有十幾年的設(shè)計(jì)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn),我們還是堅(jiān)信,只有通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和質(zhì)量控制,才能生產(chǎn)出理想的焊頭。我們的工程師將焊頭的聲學(xué)特性和機(jī)械特性結(jié)合在一起起,設(shè)計(jì)出符合客戶需要的產(chǎn)品。

 

我們生產(chǎn)的每套焊頭和模具,不管是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,還是根據(jù)客戶要求定制的,都是用原裝材料制成的,同時(shí)經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試。焊頭的外形、強(qiáng)度以及音頻等多種參數(shù)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),能達(dá)到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求,使焊頭和模具相匹配。


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