超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)

1、 廣東新寶電器股份有限公司作 業(yè) 指 導(dǎo) 書編號(hào)：71-02-WI-003標(biāo)題:超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)版次：A生效日期：2011-06-15 廣東新寶電器股份有限公司作 業(yè) 指 導(dǎo) 書文件名稱： 超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn) 文件編號(hào)： 71-02-WI-003 生效日期： 2011年06月15日 版 本 號(hào)： A 適用范圍： 所有超聲波熔接作業(yè) 受控正本 受控副本編制： 彭志云 審核： 批準(zhǔn)： 保密等級(jí)：內(nèi)部文件制定/修改情況記錄版次修改內(nèi)容編寫/修改人審核批準(zhǔn)修改日期A首版彭志云 2011-06-151 目的： 建立超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)，為各分公司超聲波焊接作業(yè)及超聲波焊接工藝調(diào)整、超聲波焊接關(guān)鍵工序的管

2、理提供理論指導(dǎo)，從而規(guī)范各分公司超聲波焊接作業(yè)，保證超聲波焊接產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率。2 適用范圍： 適用于各分公司所有超聲波焊接作業(yè)。3 人員要求：3.1 超聲波焊接崗位作業(yè)人員上崗條件必須滿足：3.1.1 初中以上學(xué)歷，入職1個(gè)月以上的員工。3.1.2 工作態(tài)度積極，有上進(jìn)心并有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，有長(zhǎng)期為公司服務(wù)的意愿。3.2 員工必須經(jīng)過理論知識(shí)和實(shí)際操作培訓(xùn)并經(jīng)考核合格，取得該關(guān)鍵崗位上崗資格證后方可正式上崗。3.2.1 超聲波焊接工序作業(yè)人員上崗前要進(jìn)行理論知識(shí)的培訓(xùn)，培訓(xùn)主要內(nèi)容包括：一線超聲波焊接員工對(duì)焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質(zhì)量的評(píng)定等；并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)員工操作，教會(huì)員工具體

3、的操作步驟；對(duì)作業(yè)產(chǎn)生的不良品的辨別及處理方法等；最后是對(duì)員工進(jìn)行本工序其它要求培訓(xùn)：廠牌要與上崗證配套使用，關(guān)鍵工位標(biāo)識(shí)牌的正確配戴，作業(yè)指導(dǎo)書的識(shí)別，關(guān)鍵工序WI的張貼等，并安排對(duì)所培訓(xùn)的內(nèi)容進(jìn)行具體的實(shí)際操作上崗證 3.2.2 IE部對(duì)經(jīng)過關(guān)鍵工序上崗資格培訓(xùn)的人員，根據(jù)人員實(shí)際所具備的相關(guān)條件及培訓(xùn)結(jié)果如實(shí)填寫關(guān)鍵工序上崗資格評(píng)定表并建立檔案，作為關(guān)鍵工序上崗的考核依據(jù)。 4 設(shè)備認(rèn)識(shí)：4.1什么是超聲波焊接 超聲波焊接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成構(gòu)件的方法。目前被運(yùn)用的塑膠制品與之間的粘結(jié)，塑膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非塑膠材料之間的粘結(jié)

4、！它取代了溶劑粘膠機(jī)械堅(jiān)固及其它的粘接工藝是一種先進(jìn)的裝配技術(shù)！超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果4.2超聲波焊接的優(yōu)點(diǎn)4.2.1.節(jié)能環(huán)保4.2.2.無需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置 4.2.3.成本低,效率高 4.2.4.容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)4.2.5.焊接強(qiáng)度高，粘接牢固4.2.6.焊點(diǎn)美觀，可實(shí)現(xiàn)無縫焊接，防潮防水，氣密性好超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)分組成：發(fā)生器、氣動(dòng)分、程序控制分、換能器分。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。 5 超聲波焊接的工作原理： 超聲波焊接裝置是通過一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電

5、頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波焊接機(jī)的焊頭。焊頭是將機(jī)械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置！   振動(dòng)通過焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化， 振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵， 整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料。如下圖所示，振動(dòng)能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產(chǎn)生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體。焊頭HORN振動(dòng)能熔合工件6 超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)

6、用:6.1 鉚接-Staking 6.1.1 標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-Standard Profile Stake6.1.2 圓蓋鉚接方式-Dome Stake6.1.3 咬花成型鉚接方式-Knurled Stake6.1.4 平頭鉚接方式-Flush Stake6.1.5 中空鉚接方式-Hollow Stake6.1.6 高壓鉚接方式-High Pressure Stake6.1.7 埋植-Insertion6.1.8 成型-Swaging/Forming6.1.9 切除-Degating7 超聲波熔接適用的材料由超聲波的工作原理我們可以知道，超聲波的實(shí)際功率并不大，工作時(shí)間短，所以產(chǎn)生的熱量有限，所

7、以一般只適用于一些熔點(diǎn)較低(400 以下)的材料。主要以熱塑性的聚合物即塑料為主。我們主要了解一下各種塑料的熔接特性。一般來說，聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。 7.1 塑料熔接特性材 料 塑料熔接特性ABS 丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物質(zhì)輕，兼具韌性，剛性與耐化學(xué)品性，用途廣泛，熱性佳，特別適合超聲波溶接無論近距離或遠(yuǎn)距離熔接，均可得到良好效果。Acrylics 壓克力硬度大、耐沖擊、不受酸之作用，有高度光學(xué)明晰性，著色性良好，常用于汽車尾燈、儀表板、獎(jiǎng)?wù)?、水龍頭把手等。用于超聲波熔接時(shí)，須注意衰

8、明度問題，就易熔接。Acetal 縮 醛抗張及耐壓強(qiáng)度高，耐磨性佳，最具強(qiáng)韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時(shí)需高振動(dòng)幅度及較長(zhǎng)的熔接時(shí)間。Celluloeics酯酸纖維性物質(zhì)抗張及耐壓強(qiáng)度高，耐磨性佳，最具強(qiáng)韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時(shí)需高振動(dòng)幅度及較長(zhǎng)的熔接時(shí)間。Noryl 聚苯醚超聲波振動(dòng)時(shí)材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸收能量，熔接較困難。Nylon 尼 龍性極韌、電性佳、絕緣度高，常用為電子零件等。因熔點(diǎn)高，所需熔接時(shí)間長(zhǎng)，振幅高。難于焊接.P C . 聚碳酸脂材質(zhì)強(qiáng)韌，耐磨損，摩擦系數(shù)極低，

9、耐酸，常用作軸承、齒輪、管子、廚房用具、毛刷等。用超聲波熔接時(shí)，因熔點(diǎn)高，所需熔接時(shí)間長(zhǎng)，熔接前先經(jīng)烘乾會(huì)較易熔接。Higl Density PE高密度聚乙烯比重小，在低溫及室溫下富柔曲性，防水、防蝕、可制成各種顏色。價(jià)格低的產(chǎn)品，常用于皿盤、封裝薄膜、軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合于超聲波熔接。Low Density PE 低密度聚乙烯General purpose PS一般聚苯乙烯比重輕，對(duì)水及化學(xué)物之抗蝕性強(qiáng)，安定、絕緣性佳，特別適合于射出及押出成形。常用于玩具、裝飾品、孟洗設(shè)備、盤子、透鏡、浮動(dòng)輪等的制造。由于彈性系數(shù)高,無論是近距離或遠(yuǎn)距離的超聲波熔接均極適合。PS聚苯乙烯Im

10、pact 20-30% glass Filled PS 耐沖擊玻纖強(qiáng)化聚苯乙烯Unmodified PP聚 丙 烯比重輕，有良好絕緣性，強(qiáng)度高，能耐熱及化學(xué)劑的侵蝕，抽絲后可制繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音響外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質(zhì)因彈性系數(shù)低,易衰減聲波振動(dòng)，幫遠(yuǎn)距離熔接需注意其效果,較難于焊接。PVC 聚氯乙烯電性佳，耐弱化學(xué)品，低溫性佳，具難燃性，常用于各種合成皮軟管、膠膜等，材質(zhì)柔軟，易衰減音波振動(dòng)，熔接面易劣化。Polyster 聚酸脂熔接能量大Polysulfone 聚砜質(zhì)硬、強(qiáng)度大、具韌性、長(zhǎng)期受熱不影響其電性能，常用為電視機(jī)零件護(hù)蓋、馬達(dá)零件等。因熔接點(diǎn)高，需較

11、高之能量熔接。Polypheny lene Qxide(ppo)聚氧化二甲苯耐熱與耐濕性，耐化學(xué)品，不性蒸汽，常用作端子、轉(zhuǎn)子、外殼、葉輪和管件等，熔點(diǎn)高，需較高之能量熔接。Phenoxy 苯氧樹脂性韌、富延展性、熱安定性，熔點(diǎn)高，需較高之能量熔接。SAN 苯乙烯丙烯晴拉伸強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度高，常用為盤管薄壁零件、打字機(jī)帶卷軸，超聲波熔接效果好。熱塑性塑料AABS/ 聚碳酸酯 合金 （賽 柯樂800）聚丙丙烯酸系多元共聚物丁纖維氟尼亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚熱聚聚聚聚聚聚聚SAN-NAS-ASA超聲波焊接的B甲烯二素(CA,聚龍?zhí)妓芤壹妆奖巾柯认嗳菪允纠龍D表S醛腈

12、烯-苯CAB,合酸性烯基硫烯乙乙乙CAP)物酯聚戊烯烯烯酯烯ABSABS/聚碳酸酯合金 （賽柯樂800） 聚甲醛丙烯腈丙烯酸系多元共聚物丁二烯-苯乙烯纖維素(CA,CAB,CAP)氟聚合物尼龍亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚碳酸酯熱塑性聚酯聚乙烯聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯聚砜聚氯乙烯SAN-NAS-ASA黑方塊的表示兩種塑料的相容性好，容易進(jìn)行超聲波焊接；圓圈表示在某些情況下相容，焊接性能尚可；空格表示兩種塑料相容性很差，不易焊接。表中所列僅供參考,因?yàn)槭熘淖兓蓪?dǎo)致結(jié)果略有差異.7.2.超聲波焊接面設(shè)計(jì)8 影響超聲波熔接能量的因素8.1 氣壓 我們可以通過調(diào)壓

13、閥來調(diào)整，一般來說氣壓越大，能量越大8.2下降速度超聲波熔接機(jī)上有相應(yīng)的旋鈕，一般來說，下降速度越大能量越大8.3 頻率超聲波熔接機(jī)器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大8.4 振幅振幅的變化因素比較多，就一般來說，振幅的調(diào)整可以通過調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計(jì)來達(dá)到8.5 時(shí)間我們可以調(diào)整焊接機(jī)的焊接時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，焊接的能量越大8.6 保壓時(shí)間保壓時(shí)間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，形成的焊點(diǎn)越穩(wěn)定，變形越小8.7影響超聲波熔接能量的因素(頻率)換能器Converter作用:將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能組成:陶瓷晶片和傳動(dòng)頭原理:電流經(jīng)過換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再經(jīng)過壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片

14、產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)經(jīng)過金屬頭，傳到調(diào)幅器表面振幅:20KHz = 0.02mm 30KHz = 0.015mm 40KHz = 0.01mm調(diào)幅器選擇 焊頭調(diào)諧 焊頭工件底模之間的校準(zhǔn)9超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校調(diào)整：行程速度 下降時(shí)間 機(jī)械式止動(dòng)器調(diào)整：焊接壓力 焊接時(shí)間 保壓時(shí)間被 焊 工 件負(fù)載監(jiān)控表負(fù)載 20%至95%過載工件的檢查或試驗(yàn)良好欠佳過載時(shí)候壓力較高減低下降速度降低動(dòng)力觸發(fā)值用較低比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機(jī)焊接不充分增加焊接時(shí)間和壓力采用更高比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機(jī)參數(shù)記錄焊接過度減少焊接時(shí)間或降低壓力采用較低比例的調(diào)幅器9.1 調(diào)幅器的選擇9.1.1 焊接面積-面積越大,

15、需要振幅越高。9.1.2 工件材料-PP/PE/尼龍等較難焊的晶型樹脂,需要的振幅較高。9.1.3 工件構(gòu)造-工件有細(xì)長(zhǎng)的柱子或薄片等容易振裂的,應(yīng)采用較弱的振幅。9.1.4 能源供應(yīng)部份必須調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每種組合相配合9.1.5 正常情況：測(cè)試時(shí)，負(fù)載表的讀數(shù)應(yīng)少于20%9.1.6 異常情況：負(fù)載大于20%9.1.7 應(yīng)檢查：A焊頭是否鎖緊? B連接螺桿是否完好？ C連接面是否清潔？ D焊頭是否有裂痕（用油涂于表面，測(cè)試音波時(shí)，可見到裂痕位置）9.2 對(duì)位與行程9.2.1 對(duì)位9.2.1.1 焊頭、工件與底模之間的對(duì)位。9.2.1.2 工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉

16、，對(duì)準(zhǔn)接觸面。9.2.1.3 然后將底模在底板上固定好。9.2.2 行程9.2.2.1 以方便取放工件為宜9.2.2.2 切記不能將焊頭直接接觸底?；虻装宓慕饘俚扔操|(zhì)材料，很可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q能器的破壞。9.3 壓力9.3.1 壓力過低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件表面產(chǎn)生疤痕或質(zhì)量不佳。9.3.2 壓力過高,會(huì)使工件破裂,使界面結(jié)合欠佳,甚至過載,而終止超聲。9.4 焊接時(shí)間與保壓時(shí)間9.4.1 過長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)產(chǎn)生飛邊或質(zhì)量下降,特別是嚴(yán)格密封的場(chǎng)合下,更要注意,9.4.2 過長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)使工件偏離焊接區(qū)、表面熔化或破裂，特別是有孔部位、模合線上或頭角處。9.4.3 一般0.3S0.5S,在有彈

17、力裝置、材料熔點(diǎn)高或材料有彈性時(shí),要加大保壓時(shí)間。如：PP/PE等。9.5 動(dòng)力觸發(fā)器9.5.1 用來控制超聲波發(fā)出的時(shí)間9.5.2 旋鈕刻度為123,刻度越大,壓力越大,范圍67N734N9.5.3 除非要克服變形或需要壓縮(彈簧、膜片、密封件）的元件，9.5.4 使用較高的觸發(fā)壓力外，一般都使用較低的觸發(fā)壓力159.6 一般開始參數(shù)9.6.1 設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則9.6.2 每次調(diào)整一種參數(shù) 壓力表:20Mpa 觸發(fā)壓力:15 kg/cm2 焊接時(shí)間:0.5S 下降速度:1S5S 保壓時(shí)間:1S9.7組件功用說明9.7.1延遲時(shí)間設(shè)定：調(diào)整開始發(fā)振時(shí)間，在限制開關(guān)動(dòng)作后09.99秒開

18、始發(fā)振。9.7.2熔接時(shí)間設(shè)定：調(diào)整熔接時(shí)間長(zhǎng)短，在延遲時(shí)間終了發(fā)振09.99秒之范圍。9.7.3硬化時(shí)間設(shè)定：調(diào)整發(fā)振終了工作物熔接處冷卻定型時(shí)間在09.99秒之范圍。9.7.4 計(jì)數(shù)器：工作循環(huán)次數(shù)記錄用，附有歸零壓扣。9.7.5調(diào)整及壓力表：工作壓力之指示及調(diào)整壓力用。9.7.6聲波調(diào)整：調(diào)整振動(dòng)子系與發(fā)振回路之共振匹配，使轉(zhuǎn)換效率達(dá)到理想。9.7.7振幅表：顯示聲波空載或負(fù)載工作之振幅強(qiáng)弱。9.7.8電源開關(guān)及燈：電源開關(guān)之控制，及指示開路之信號(hào)。9.7.9 選擇開關(guān)（自動(dòng)/手動(dòng)/聲波檢查）：自動(dòng)或手動(dòng)之選擇，及作聲波空載檢視之按紐。9.7.10聲波出力調(diào)整紐：聲波出力段數(shù)之設(shè)定用，1

19、2段為一般使用，34段為強(qiáng)力輸出用。9.7.11聲波過載燈：顯示聲波過載之不正常，需做聲波調(diào)整，至過載燈不會(huì)顯示為止。9.7.12頻率指示：調(diào)試機(jī)器時(shí)做機(jī)器頻率顯示。9.7.13焊頭：傳動(dòng)振動(dòng)能量于工作物之上，使之熔接。9.7.14上升/下降緩沖調(diào)整：調(diào)整孔位于機(jī)臺(tái)側(cè)面可適當(dāng)調(diào)整，使升降慣性適中。9.7.15下降速度調(diào)整：調(diào)整合理適當(dāng)之下降工作速度用。9.7.16熔接位置視窗：檢視正常熔接時(shí)焊頭壓附工作物之狀況。9.7.17最低點(diǎn)微調(diào)螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時(shí)使用可限制汽缸之下降。9.7.18水平微調(diào)螺絲：調(diào)整此四支螺絲，可使焊頭平均壓附在工作物上。9.7.19輸出電纜及插座：聯(lián)接

20、機(jī)體振動(dòng)子系統(tǒng)與發(fā)振箱線路用。9.7.20 控制電纜及插座：聯(lián)接機(jī)體控制單元與發(fā)振箱自動(dòng)控制回路用。9.7.21接地螺母：電子回路之接地線連接用，漏電時(shí)之安全保障。9.7.22 保險(xiǎn)絲座：電子線路之過載保護(hù)。9.8機(jī)器安裝法9.8.1將發(fā)振箱放置于機(jī)體附近操作員易于觀察及調(diào)整之處。9.8.2接地：將地線一端接地，另一端接于發(fā)振箱后面之接地旋鈕。9.8.3發(fā)振箱與機(jī)體聯(lián)接：將機(jī)體之輸出電纜插頭及控制電纜插頭接于發(fā)振箱插座及機(jī)體插座上。9.8.4接空壓源：將高壓氣壓管引清凈干燥之空壓源與熔接機(jī)體上空氣濾清器入口接頭以管束結(jié)合鎖緊。9.8.5接電源：發(fā)振箱后面之電源線及插頭，請(qǐng)接上AC220V，60/50HZ電源。9.9各調(diào)整及熔接前準(zhǔn)備工作9.9.1裝焊頭9.9.1.1先將換能器（CONE）及焊頭（HORN）以及焊頭螺絲，以