超音波介課件

超聲波塑膠熔接原理及應(yīng)用

1概述一:工作原理二:熔接特點(diǎn)三:設(shè)備介紹四:超聲波基本使用知識五:熔接參數(shù)說明六:影響因素1.塑膠材料2.導(dǎo)熔線的設(shè)計(jì)/要求3.振幅/時間/壓力4.HORN的設(shè)計(jì)材質(zhì)/要求5.塑膠材料的加工條件七:超音波不良之改善對策八:超音波其它方式(埋植)2一:工作原理

由發(fā)生器產(chǎn)生20KHZ，（或15KHZ）的高壓，高頻信號，通過換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動，加于塑料制品工件上，通過工作表面及內(nèi)在分子間的磨擦而使傳導(dǎo)到接口的溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到此工件本身的熔點(diǎn)時，使工件焊接口迅速溶化，繼而填充于接口間的空隙，當(dāng)振動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定型，便達(dá)成完美的焊接.依目前較為普遍的,及為每秒震動二萬次(20KHZ)與每秒震動1.5萬次(15KHZ)二種.3二:熔接特點(diǎn)一:可熔接除鐵氟龍以外的熱可塑性塑膠。二:熔接時間極為短暫,通常範(fàn)圍0.05~1秒。三:可經(jīng)由介質(zhì)如水、油等熔接於接合面。四:超音波熔接不會產(chǎn)生如化學(xué)藥劑之毒性,為一安全性的熔接加工五:熔接能量因塑膠材質(zhì)而異,並非超音波振動全部材質(zhì),只選擇適合發(fā)生的振動面生熱,在塑膠表面無傷痕之顧慮,此傳導(dǎo)熔接之特色5三:設(shè)備介紹6三:設(shè)備介紹7四:基本使用知識一:音波發(fā)振中,切勿變換功力段數(shù)旋鈕。二:每次開機(jī)使用,均需檢查音波調(diào)整。三:工作時,保持機(jī)臺通風(fēng)散熱。四:功率段數(shù)改變、模具改變或拆裝再使用,均需檢查音波調(diào)整。五:檢查或測試音波,請勿超出3秒(指連續(xù)),如按鈕放掉不限次數(shù),但每次不超出3秒。六:音波測試調(diào)整完成,即可設(shè)定條件諸元。七:為試模之HORN初試時,依較保守條件為宜(即從小段數(shù)、小氣壓、少時間開始增加)。8六:熔接影響因素1.塑膠材料對熔接的影響(１).相同熔點(diǎn)的塑膠材質(zhì)熔接強(qiáng)度愈強(qiáng).

(２).塑膠材質(zhì)熔點(diǎn)差距愈大,熔接強(qiáng)度愈小.

(３).塑膠材質(zhì)的密度愈高（硬質(zhì)）會比密度愈低（韌性高）的熔接強(qiáng)度高.

102.導(dǎo)熔線的要求/設(shè)計(jì)參考

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般將導(dǎo)熔線設(shè)計(jì)成,尖角呈60o,超出這個數(shù)值將導(dǎo)致超音波熔接時間,壓力,上模功率的升高,易造成超音波後產(chǎn)品有溢料與毛邊的不良12導(dǎo)熔線的設(shè)計(jì)參考143.振幅/時間/壓力

超聲波塑料熔接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定﹐它可由電能的供給自動精確地控制和調(diào)整﹒這三個量相互用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能過大。

154.HORN的設(shè)計(jì)/材質(zhì)

超音波熔接領(lǐng)域中，最有技術(shù)性的就是超音波HORN的設(shè)計(jì)與製造，因?yàn)樗w曲率、波長、音速度、熱傳導(dǎo)、材料密度、機(jī)械加工溫度的整合，機(jī)臺的振盪系統(tǒng)是固定的，若以超音波熔接機(jī)是20KHZ(振動20000次/秒)×1500W(推動摩擦位移的功率)，超音波HORN經(jīng)雕刻成形，至最後的形狀尺寸確定後，振動頻率與振幅就是要符合20KHZ與1.2安培以內(nèi)的空載振幅，超音波HORN製造時，必需預(yù)留頻率調(diào)整量的尺寸與檢測，因?yàn)檎駝宇l率與電流超過此，超音波HORN就要報(bào)廢，無法補(bǔ)焊與整修，是其最難處，若無此資訊與經(jīng)驗(yàn)而自製超音波HORN，最易產(chǎn)生瞬間超負(fù)荷的應(yīng)力，讓超音波的心臟振盪子破裂.

164.HORN的設(shè)計(jì)/材質(zhì)材料是維持超音波模具壽命與熔接產(chǎn)品的主要特性之一,所以能量擴(kuò)大器(HORN)使用材質(zhì)略述如下:(1).鋁鈦合金(2014、2024、7075、6061T6)2014、2024:一般使用於HORM製造,韌性佳、熱傳導(dǎo)性強(qiáng),硬度適中,用於一般熔接塑膠製品。7075:一般使用於振動系統(tǒng)及HORM製造,硬度高、熱傳導(dǎo)性強(qiáng),韌性比2024次之。6061T6:一般使用於底模製造或較低出力之HORM韌性佳,硬度比2024次之,質(zhì)較軟。(2).45C中碳鋼:適用埋質(zhì)螺絲、金屬鑲?cè)搿㈨g性次之,熱傳導(dǎo)次之。(3).鈦合金:一般用於連續(xù)發(fā)振時機(jī),韌性極高,熱傳導(dǎo)佳,硬度高,而成本昂貴。

17HORN的設(shè)計(jì)要求辨別能量擴(kuò)大器(HORM)所屬超音波熔接機(jī)型頻率(KHZ)功率(W)HORM長度注意事項(xiàng)20KHZ1300W145m/m以下不可互換20KHZ1500W15KHZ1800W160m/m以下15KHZ2200W15KHZ2600W15KHZ3200W15KHZ4600W185.塑膠件的加工條件

4.

保存期﹕塑膠件注塑加工出來后﹐一般至少放置24小時后,再進(jìn)行熔接﹐以消除塑膠件本身的應(yīng)力和變形等因素.5.再生塑料﹕再生塑料的強(qiáng)度比較差﹐別對超聲波熔接適應(yīng)性比較差﹐所以如用再生塑料﹐各種在設(shè)計(jì)尺寸均要酌情加以考慮﹒6.

脫模劑和雜質(zhì)﹕脫模劑和雜質(zhì)對超音波熔接有一定的影響﹒雖然超聲波加工時可將加工表面的熔劑﹑雜質(zhì)等震開﹐在有些情況下﹐先清洗塑膠件是必要的﹒

20七:不良之改善對策7.1超音波熔接強(qiáng)度不佳原因:1.超音波模治具架設(shè)不準(zhǔn)確、受力不平均2.超音波熔接條件配合不當(dāng)3.塑膠產(chǎn)品材質(zhì)配合不當(dāng)4.超音波機(jī)臺輸出能量不足對策:1.調(diào)整超音波機(jī)本身的水平螺絲使其熔接面受力均勻2.調(diào)整相應(yīng)的熔接時間,延時時間,,壓力來改善3.選用熔點(diǎn)相近的產(chǎn)品進(jìn)行熔接4.選用適當(dāng)?shù)募て饳C(jī)器設(shè)備保證輸出能量217.2製品產(chǎn)生扭曲變形原因:1.本體與欲熔接物角度或弧度無法相互吻合2.產(chǎn)品肉厚薄(2M/M以內(nèi))且長度超過60M/M以上3.產(chǎn)品因射出成型壓力等條件導(dǎo)致的扭曲變形對策:1.保證須熔接之產(chǎn)品形狀相吻合2.針對此類產(chǎn)品,在產(chǎn)品肉薄處加R角3.成型控制產(chǎn)品變形度

237.3製品內(nèi)部零件破壞原因:1.超音波熔接機(jī)功率輸出太強(qiáng)2.底模治具受力點(diǎn)懸空,受超音波傳導(dǎo)振動而破壞3.塑膠製品高,細(xì)成底部直角,而未設(shè)緩衝輸導(dǎo)能量的R角

對策:1.降低輸出功率2.底模與產(chǎn)品避免懸空或間隙(或受力點(diǎn)墊緩衝橡膠)3.產(chǎn)品上增加R角

247.5產(chǎn)品熔接後尺寸無法控制於公差內(nèi)原因:1.塑膠產(chǎn)品變形量超出超音波自然熔合範(fàn)圍2.治具定位或承受力不穩(wěn)定3.機(jī)臺穩(wěn)定性(能量轉(zhuǎn)換未增設(shè)安全係數(shù))4.熔接線設(shè)計(jì)不合理

對策:1.改善產(chǎn)品變形度2.修改治具增加其定位3.使用穩(wěn)壓設(shè)備4.修改超音波導(dǎo)熔線

26八:超音波其它方式埋植