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超声波焊接
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热塑性零件的超声波焊接涉及到通过在连接区域的压力下将超声波能量转化为热量,从而使连接伙伴塑化。连接区的几何形状对超声能量的转换起着至关重要的作用。
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图1 |
的优势
- 具有成本效益的过程
- 大批量的尺寸是可能的
- 极短周期时间
![](//www.kiwlau.com/techcenter/_techcenter_images/1px.gif) 超声波焊接是通过超声电极将声波振动传递到连接部件。精确设计的焊缝几何形状将超声波能量转化为热量,以实现连接区域的塑化。下面的流程图显示了各个流程步骤。
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![Process diagram of the ultrasonic welding process using an energy director 采用能量导向器的超声波焊接工艺流程图](//www.kiwlau.com/techcenter/_cms_live/media/medias/0000/00/01/35/79224.gif) |
图2能量导向器超声焊接工艺示意图 |
材料所有朗盛热塑性塑料都可以用超声波焊接。超声波焊接具有非常短的周期时间的优点;纯焊接时间远小于1秒。在一定限度内,三维焊缝轮廓是可能的。连接区域的大小是有限的。由于发电机的能量输出,连接面积可达1500 mm²。紧密焊接更容易实现与剪切接头的几何形状。
当半晶体产品焊接时,可以预期更高的能耗,这可能需要更高的输出功率。游离的声束会对部件造成损坏。长而薄的部件特别容易发生共振行为和内部振动,并可能断裂或开始熔化。高频振动运动导致焊接过程中细小的绒毛形成。
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组件设计
![Basic seam geometry in ultrasonic welding 超声波焊接的基本焊缝几何形状](//www.kiwlau.com/techcenter/_cms_live/media/medias/0000/00/01/35/79225.gif) |
图3超声焊接基本焊缝几何形状 |
为了能够在连接区有效地转换超声波能量,必须使用特殊的焊缝几何形状:它由两个基本变体和大量的子变体组成。所谓能量方向变送器几何结构的特点是其对超声能量的有效转换和产生的简单。如果避免泄漏和焊接线的强度特别重要,那么剪切接头的几何形状是最好的。
超声波焊接与其他焊接工艺不同,有很多因素会影响焊接结果。正常的超声波频率在15至40千赫之间。以下振幅已证明其价值在20千赫:
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Centrex ASA和AES |
20 - 35µm |
Durethan PA 6和66 |
30 - 50µm |
Lustran ABS / Novodur |
20 - 30µm |
Lustran圣 |
15 - 30µm |
Pocan PBT和PET热塑性聚酯 |
30 - 50µm |
屏遮ABS + PBT |
25 - 45µm |
工具一个良好的,干净的声极连接是必要的,以确保良好的传导到组件的声音。因此,它必须将它的整个表面呈现给组件。夹紧工具必须防止组件的任何横向移动。
市面上的超声波焊接机有气动和电动两种。基本的结构原理如下图所示。
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![Basic construction of a pneumatic ultrasonic welding machine 气动超声焊接机的基本结构](//www.kiwlau.com/techcenter/_cms_live/media/medias/0000/00/01/35/79226.gif) |
图4气动超声焊接机基本结构 |
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