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發(fā)布時(shí)間：2021-05-18 09:49
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超聲波金屬焊接機(jī)有什么缺點(diǎn)?
1.結(jié)合系統(tǒng)存在問(wèn)題
超聲波金屬焊接技術(shù)在焊接過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)多種協(xié)作系統(tǒng)的相互配合，形成一個(gè)緊密結(jié)合的整體系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、聲學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。若整個(gè)系統(tǒng)的配合度和協(xié)調(diào)度不一致，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可操作性以及可靠性方面存在一定的問(wèn)題。
2.焊機(jī)制造困難且對(duì)其機(jī)理認(rèn)識(shí)不足。
由于超聲波金屬焊接技術(shù)能夠焊接密度大、厚度高的金屬以及異種金屬，所以對(duì)于實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的焊機(jī)的制造要求較高。相對(duì)于傳統(tǒng)焊機(jī)而言，超聲波金屬焊機(jī)的制造過(guò)程更加困難且成本較高，并且由于影響焊接工藝參數(shù)的因素較多，不易于對(duì)焊機(jī)機(jī)理的認(rèn)識(shí)和總結(jié)。
3."開(kāi)敞性”較差且易出高頻振動(dòng)
超聲波金屬焊接機(jī)“開(kāi)敞性”比較差，其伸入尺寸被嚴(yán)格限定在焊接所允許的范圍內(nèi)，并且其接頭形式仍然只限于搭接接頭，還沒(méi)有在技術(shù)上取得進(jìn)一步的突破。同時(shí)，超聲波金屬焊接機(jī)在過(guò)程中的焊點(diǎn)容易出現(xiàn)高頻振動(dòng)，可能致使產(chǎn)品工件的邊緣受損，尤其是硬而脆的材料。為了有效地發(fā)揮作用，變幅桿必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。
4.檢測(cè)困難
對(duì)于目前超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)說(shuō)，對(duì)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)還是很難做到的，與其配套的檢測(cè)設(shè)備還沒(méi)有普及，而適用于傳統(tǒng)焊接技術(shù)的檢測(cè)方法又無(wú)法適用于新技術(shù)。檢測(cè)技術(shù)跟不上就為大批量生產(chǎn)制造了一定的困難。
臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。
2.1 換能器
通過(guò)逆壓電效應(yīng)將來(lái)自于發(fā)生器的超聲頻電壓轉(zhuǎn)化為同頻率的超聲機(jī)械振動(dòng)。它由夾于兩金屬（通常是鈦）塊之間的若干壓電陶瓷片組成。片與片之間有一薄金屬板形成電極。在正弦電信號(hào)經(jīng)由電極提供給換能器時(shí)，壓電片膨脹和收縮，產(chǎn)生 15~20 μm 的軸向峰到峰運(yùn)動(dòng)。超聲波焊接的特點(diǎn)是它發(fā)熱只集中在焊接部分，焊縫牢固而美觀，不管塑料的規(guī)格大小，幾乎所有在硬殼塑料焊接可以采用超聲波焊接。換能器是精密設(shè)備，應(yīng)小心處理。
2.2 變幅桿
變幅桿有兩個(gè)作用。其主要作用是放大換能器端部產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)并將振動(dòng)傳給焊頭。另一作用是提供固定套件于焊接壓力機(jī)上的位置。在換能器施加超聲能量時(shí)，變幅桿也膨脹和收縮。與焊接套件中的其它零件一樣，變幅桿是調(diào)諧裝置，因而它也必須在特定頻率共振以便將超聲能量從換能器傳至焊頭。10．先故障后調(diào)試有些情況下，所有的損壞原件都更換好了，但是還是不正常，這就要檢查保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試問(wèn)題了，電流大保護(hù)，頻率大保護(hù)，超聲波維修單前提是調(diào)頻電感一定要處在合適的位置，如果偏離正常位置太遠(yuǎn)，在調(diào)試的過(guò)程中可能會(huì)損壞功放板。為了有效地發(fā)揮作用，變幅桿必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。一般為半波長(zhǎng)。
2.3 焊頭
焊頭是焊接套件中向待焊零件提供能量的部分。與變幅桿一樣，焊頭也是調(diào)諧裝置，在大部分應(yīng)用中也提供機(jī)械放大，焊頭的長(zhǎng)度必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)
的整數(shù)倍。這保證焊頭端部有足夠的振幅實(shí)現(xiàn)焊接。振幅一般為 30~120 μm。待焊零件和接頭設(shè)計(jì)決定焊頭的尺寸和式樣。焊頭的形狀至關(guān)重要，因?yàn)楹割^的軸向膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)在高振幅情況下造成開(kāi)裂。在某些應(yīng)用中，焊頭加工有多個(gè)軸向狹槽。這是為了確保振幅位于縱向。焊頭端部將超聲能量傳給待焊零件。有些焊接設(shè)備采用電磁力加壓系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的氣缸，能更好地控制接近速度，在焊接小型或精密零件時(shí)是有益的。端部應(yīng)專門設(shè)計(jì)以匹配零件來(lái)確保焊頭和零件之間實(shí)現(xiàn)能量傳遞。通常焊頭端部做成匹配零件輪廓的型材。
為防止產(chǎn)生壓痕和減少磨損，鋁必須鍍鎳或鉻。在需耐沖擊或耐磨以及焊接填充塑料或者埋植金屬嵌件時(shí)，需用鋼焊頭。鋼焊頭疲勞強(qiáng)度低，只用于低振幅場(chǎng)合。復(fù)雜零件、特型的或大尺寸零件通常需要復(fù)合式焊頭（子母焊頭），這時(shí)基底焊頭采用鋁質(zhì)，鈦或鋼次級(jí)焊頭與基底焊頭相連并引導(dǎo)能量。為了減小熔深，可以采取間接電弧、擺動(dòng)焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。
塑料的超聲波焊接性能
塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時(shí)可熔化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化變硬而形成固體；德召尼克小編在這里介紹一下：一、下降速度、緩沖太快：此一形成的速度，使動(dòng)態(tài)壓力加上重力加速度將把超聲波導(dǎo)熔線壓扁，使導(dǎo)熔線無(wú)法發(fā)揮導(dǎo)熔的作用，形成假相熔接。但這種變化時(shí)不可逆的，當(dāng)重新受熱加壓時(shí)，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當(dāng)加熱形成固體后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅經(jīng)歷形態(tài)的變化，是可逆的；重新加熱和加壓時(shí)，能夠重新熔化并再次形成固體。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。
熱塑性塑料又分為無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料，由于二者的分子結(jié)構(gòu)和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。
無(wú)定形塑料的分子結(jié)構(gòu)呈隨機(jī)分布，沒(méi)有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，其在一個(gè)很廣泛的溫度范圍內(nèi)逐步軟化、熔化和流動(dòng)；母材含C、S、P有害雜質(zhì)較高時(shí)，應(yīng)選擇抗裂性能和抗氣孔性能較好的焊條。而不是一旦加熱到某個(gè)溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無(wú)定形塑料這種特性非常易于傳導(dǎo)超聲波振動(dòng)能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內(nèi)進(jìn)行超聲波焊接。
半結(jié)晶塑料的分子結(jié)構(gòu)在局部呈規(guī)律性分布，有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，在溫度達(dá)到熔點(diǎn)之前，半結(jié)晶塑料始終保持著固態(tài)；當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，整個(gè)分子鏈立刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并立即固化。無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料的熔化過(guò)程區(qū)別如圖所示。
半結(jié)晶塑料呈規(guī)律性分布的分子結(jié)構(gòu)類似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動(dòng)能量，使得能量很難從焊頭傳導(dǎo)到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結(jié)晶塑料熔化。因此，相對(duì)于無(wú)定形塑料，半結(jié)晶塑料比較難焊接。為了使得半結(jié)晶塑料獲得較高的焊接質(zhì)量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設(shè)計(jì)、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。3．先機(jī)械后電氣首先你要先排除超聲波模具方面的問(wèn)題后，再進(jìn)行電氣方面的檢查。無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。
超聲波常見(jiàn)的問(wèn)題
5，焊接原理上理解誤區(qū)
相當(dāng)一部分從事多年超聲焊接方面的人員，對(duì)超聲能量傳遞有一種誤解，認(rèn)為音波在接觸面進(jìn)行焊接，其實(shí)是一種誤解，真正的焊接原理是，換能器把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過(guò)工件物質(zhì)分子進(jìn)行傳導(dǎo)，聲波在固體中傳導(dǎo)聲阻遠(yuǎn)小于在空氣中的聲阻，當(dāng)聲波通過(guò)工件接縫時(shí)，縫隙中的聲阻大，產(chǎn)生的熱能相當(dāng)大，溫度首先達(dá)到工件的熔點(diǎn)，再加上一定的壓力，使接縫熔接，而工件的其他部分由于聲阻小，溫度低不會(huì)熔接。其原理同歐姆定律類似。焊接取決于材料的熔點(diǎn)，兩種材料的熔點(diǎn)相近，才可以進(jìn)行有效焊接。
6，焊接結(jié)構(gòu)的誤區(qū)
超聲模具（Horn）型式多樣，工件的形狀決定模具外形，但每部分的尺寸和弧度，材質(zhì)都要嚴(yán)格計(jì)算的，有人錯(cuò)誤認(rèn)為只不過(guò)是一個(gè)金屬塊而已。設(shè)計(jì)是否合理直接影響著模具的效率，壽命，產(chǎn)品的合格率，嚴(yán)重時(shí)直接燒壞發(fā)生器。模具的材料一般使用鎂鋁7075，而有些人為降低成本，使用劣質(zhì)材料。正規(guī)模具生產(chǎn)商進(jìn)料都有一套嚴(yán)格地檢驗(yàn)程序，加工尺寸都是經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬和校驗(yàn)后加工出來(lái)的。品質(zhì)才有保證。因此在超聲波焊接行業(yè)中把超聲波導(dǎo)熔超點(diǎn)定位裝置統(tǒng)稱為超聲波線。這些工序一般作坊是無(wú)法做到的，不經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，做出的模具，在焊接小工件時(shí)，反應(yīng)問(wèn)題還不明顯，當(dāng)大功率時(shí)就會(huì)出現(xiàn)各種弊端。嚴(yán)重時(shí)直接損壞元器件。
