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    超聲波焊接機是如何產生熱量的?

    2022-10-27 13:30

    超聲波焊接技術具有經濟、可靠、易于自動集成等優點,是塑料焊接領域的常用技術。與直接接觸塑料產生熱量的傳統熱源不同,超聲波焊接通過摩擦產生熱量。

    振幅、頻率和波長

    在超聲波焊接中,P波以高頻形式傳播,導致低振幅機械振動。焊機的電能被轉換成往復運動的機械能。為了了解振幅、頻率和波長之間的關系,以及它們與熱量的關系,我們需要了解超聲波焊接機的主要部件。

    超聲波焊接機的主要部件是發電機、換能器、調幅器(有時稱為喇叭)和焊頭。發電機將電壓為120V/240V的50-60Hz電源轉換為電壓為1300V、工作頻率為20-40Khz的電源。該能量被饋送到換能器,換能器使用盤形壓電陶瓷將電能轉換成機械振動,即當高頻電流通過壓電陶瓷時發生的應變位移。

    轉換器將振動傳輸至振幅調制器。調制器放大超聲波的振幅并繼續將其傳輸到焊接接頭。焊接接頭繼續放大超聲波的振幅并與零件接觸。

    能量被傳遞到組件的兩個部件的焊接肋位置。這種熱量是由兩種摩擦產生的,即材料上部和下部之間的表面摩擦,以及材料內部的分子間摩擦。正是摩擦產生的熱量導致上部和下部在焊接位置熔化并連接在一起。

    了解加熱速率

    對于相同的材料,三個因素決定了加熱速率:頻率、振幅和焊接壓力。對于現有設備,例如15Khz、20Khz、30Khz或40Khz機器,頻率是固定的。因此,加熱速率通??梢酝ㄟ^焊接壓力來改變。一般來說,壓力越高,升溫速度越快。此外,隨著壓力的變化,振幅可以改變,振幅越大,升溫速度越快。

    當然,過大的壓力和振幅也會對焊接質量產生不利影響,例如材料退化、泄漏、裂紋和飛邊。因此,超聲波焊接需要一個優化工藝參數的過程。參數確定后,焊接過程可實現穩定的輸出,焊接速度快,焊接強度高。這就是超聲波焊接在大規模生產中被廣泛使用的原因。

    時間、距離、力量和能量

    焊接所需的熱量取決于材料類型、焊接設計和設備規格。傳統的熱控制方法是通過時間模式焊接,即焊接一定時間,例如0.2-1s(通常小于1s)。然而,今天的超聲波焊接設備通??梢栽O置和監控焊接距離、功率和能量。經過適當培訓的操作員還可以根據實際情況和不同材料調整參數,以獲得一致的焊接結果。這也大大提高了焊接的靈活性和可靠性。


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