超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)

保密等級(jí)：內(nèi)部

廣東寶電器股份文件名稱： 超聲波焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)文件編號(hào)： 71-02-WI-003生效日期： 2023年06月15日版本號(hào)： A適用范圍： 全部超聲波熔接作業(yè)受控正本 受控副本 文件制定/修改狀況記錄版次 修改內(nèi)容 編寫/

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彭志云

2023-06-151目的：1目的：論指導(dǎo)，從而標(biāo)準(zhǔn)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。適用范圍：適用于各分公司全部超聲波焊接作業(yè)。人員要求：超聲波焊接崗位作業(yè)人員上崗條件必需滿足：1工作態(tài)度樂(lè)觀，有上進(jìn)心并有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)力量，有長(zhǎng)期為公司效勞的意愿。員工必需經(jīng)過(guò)理論學(xué)問(wèn)和實(shí)際操作培訓(xùn)并經(jīng)考核合格，取得該關(guān)鍵崗位上崗資格證前方可正式上崗。超聲波焊接工序作業(yè)人員上崗前要進(jìn)展理論學(xué)問(wèn)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(guò)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)員工具體的操作步驟；對(duì)作業(yè)產(chǎn)生的不良品的區(qū)分及處理方法等；最終是對(duì)員工進(jìn)展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)展具體的實(shí)際操作上崗證IE部對(duì)經(jīng)過(guò)關(guān)鍵工序上崗資格培訓(xùn)的人員，依據(jù)人員實(shí)際所具備的相關(guān)條件及培訓(xùn)結(jié)果照實(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)。設(shè)備生疏：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(lái)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)！它取代了溶劑粘膠機(jī)械結(jié)實(shí)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、防水的密封效果超聲波焊接的優(yōu)點(diǎn)節(jié)能環(huán)保無(wú)需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置本錢低,效率高簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)焊接強(qiáng)度高，粘接結(jié)實(shí)焊點(diǎn)美觀，可實(shí)現(xiàn)無(wú)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、程序掌握分、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。超聲波焊接的工作原理：超聲波焊接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz20KHz40KHz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(guò)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)停頓，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。如以下圖所示，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)能熔合工件超聲波熔接技術(shù)的應(yīng)用:鉚接-Staking標(biāo)準(zhǔn)鉚接方式-StandardProfileStake圓蓋鉚接方式-DomeStake咬花成型鉚接方式-KnurledStake平頭鉚接方式-FlushStake中空鉚接方式-HollowStake高壓鉚接方式-HighPressureStake埋植-Insertion成型-Swaging/Forming切除-Degating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(lái)說(shuō)，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(shuō)來(lái)，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。塑料熔接特性ABS丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物Acrylics壓克力Acetal縮醛Celluloeics酯酸纖維性物質(zhì)Noryl聚苯醚Nylon尼龍PC.聚碳酸脂HiglDensityPE高密度聚乙烯LowDensityPE低密度聚乙烯GeneralpurposePS一般聚苯乙烯PS聚苯乙烯Impact20-30%glassFilledPS耐沖擊玻纖強(qiáng)化聚苯乙烯UnmodifiedPP聚丙烯PVCPolyster聚酸脂Polysulfone聚砜PolyphenyleneQxide(ppo)

塑料熔接特性可得到良好效果。把手等。用于超聲波熔接時(shí)，須留意衰明度問(wèn)題，就易熔接。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。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。超聲波振動(dòng)時(shí)材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸取能量，熔接較困難。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.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。軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合于超聲波熔接。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(wú)論是近距離或遠(yuǎn)距離的超聲波熔接均極適合。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)距離熔接需留意其效果,較難于焊接。熔接面易劣化。熔接能量大高之能量熔接。聚氧化二甲苯PhenoxySAN苯乙烯丙烯晴

性韌、富延展性、熱安定性，熔點(diǎn)高，需較高之能量熔接。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。熱塑性塑料超聲波焊接的ABABS/酸酯合金聚甲丙烯酸系多元丁二素(CA,氟聚尼龍亞苯化物為主聚酰胺-酰亞胺聚碳相容性例如圖表S〔賽醛腈共聚烯-苯CAB,合的樹〔托酸柯樂(lè)物乙CAP)物脂〔諾郎〕酯800〕烯里爾〕ABS■■■○ABS/聚碳酸酯〔賽柯樂(lè)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■○○■聚乙烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯

○ ○ ■聚砜SAN-NAS-ASA

○○○ ○ ○ ○空格表示兩種塑料相容性很差，不易焊接。7.2.超聲波焊接面設(shè)計(jì)影響超聲波熔接能量的因素氣壓 我們可以通過(guò)調(diào)壓閥來(lái)調(diào)整，一般來(lái)說(shuō)氣壓越大，能量越大下降速度超聲波熔接機(jī)上有相應(yīng)的旋鈕，一般來(lái)說(shuō)，下降速度越大能量越大頻率振幅時(shí)間保壓時(shí)間

超聲波熔接機(jī)器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大振幅的變化因素比較多，就一般來(lái)說(shuō)，振幅的調(diào)整可以通過(guò)調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計(jì)來(lái)到達(dá)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(guò)換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再經(jīng)過(guò)壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)經(jīng)過(guò)金屬頭，傳到調(diào)幅器外表振幅: 20KHz=0.02mm30KHz=0.015mm40KHz=0.01mm超聲波熔接機(jī)參數(shù)調(diào)校

調(diào)幅器選擇焊頭調(diào)諧焊頭——工件——底模之間的校準(zhǔn)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)控表過(guò)載 負(fù)載20%至95%過(guò)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

工件的檢查或試驗(yàn)欠佳 良好焊接不充分增加焊接時(shí)間和壓力承受更高比例的調(diào)幅器使用功率更大的焊機(jī)

參數(shù)記錄焊接過(guò)度削減焊接時(shí)間或降低壓力承受較低比例的調(diào)幅器調(diào)幅器的選擇焊接面積 面積越大,需要振幅越高。工件材料 PP/PE/尼龍等較難焊的晶型樹脂,需要的振幅較高。工件構(gòu)造 工件有瘦長(zhǎng)的柱子或薄片等簡(jiǎn)潔振裂的,應(yīng)承受較弱的振幅。能源供給部份必需調(diào)諧得與換能器、調(diào)幅器、焊頭的每種組合相協(xié)作正常狀況：測(cè)試時(shí)，負(fù)載表的讀數(shù)應(yīng)少于20%20%應(yīng)檢查：ABCD〔用油涂于外表，測(cè)試音波時(shí)，可見(jiàn)到裂痕位置〕對(duì)位與行程對(duì)位焊頭、工件與底模之間的對(duì)位。工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉，對(duì)準(zhǔn)接觸面。然后將底模在底板上固定好。行程以便利取放工件為宜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。壓力壓力過(guò)低,會(huì)延長(zhǎng)焊接時(shí)間,使工件外表產(chǎn)生疤痕或質(zhì)量不佳。壓力過(guò)高,會(huì)使工件裂開,使界面結(jié)合欠佳,甚至過(guò)載,而終止超聲。焊接時(shí)間與保壓時(shí)間過(guò)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,更要留意,過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間,會(huì)使工件偏離焊接區(qū)、外表熔化或裂開，特別是有孔部位、模合線上或頭角處。一般0.3S~0.5S,在有彈力裝置、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。動(dòng)力觸發(fā)器用來(lái)掌握超聲波發(fā)出的時(shí)間1~2367N~734N除非要抑制變形或需要壓縮(彈簧、膜片、密封件〕的元件，使用較高的觸發(fā)壓力外，一般都使用較低的觸發(fā)壓力1~5一般開頭參數(shù)設(shè)置時(shí),一般由小到大的原則每次調(diào)整一種參數(shù)壓力表:20Mpa 觸發(fā)壓力:1~5kg/cm2焊接時(shí)間:0.5S 下降速度:1S~5S保壓時(shí)間:1S組件功用說(shuō)明延遲時(shí)間設(shè)定：調(diào)整開頭發(fā)振時(shí)間，在限制開關(guān)動(dòng)作后0~9.99秒開頭發(fā)振。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0~9.99秒之范圍。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0~9.99秒之范圍。計(jì)數(shù)器：工作循環(huán)次數(shù)記錄用，附有歸零壓扣。調(diào)整及壓力表：工作壓力之指示及調(diào)整壓力用。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)換效率到達(dá)抱負(fù)。振幅表：顯示聲波空載或負(fù)載工作之振幅強(qiáng)弱。電源開關(guān)及燈：電源開關(guān)之掌握，及指示開路之信號(hào)?！沧詣?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。聲波出力調(diào)整紐：聲波出力段數(shù)之設(shè)定用，1~2段為一般使用，3~4段為強(qiáng)力輸出用。聲波過(guò)載燈：顯示聲波過(guò)載之不正常，需做聲波調(diào)整，至過(guò)載燈不會(huì)顯示為止。頻率指示：調(diào)試機(jī)器時(shí)做機(jī)器頻率顯示。焊頭：傳動(dòng)振動(dòng)能量于工作物之上，使之熔接。/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。下降速度調(diào)整：調(diào)整合理適當(dāng)之下降工作速度用。熔接位置視窗：檢視正常熔接時(shí)焊頭壓附工作物之狀況。最低點(diǎn)微調(diào)螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需準(zhǔn)確時(shí)使用可限制汽缸之下降。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。輸出電纜及插座：聯(lián)接機(jī)體振動(dòng)子系統(tǒng)與發(fā)振箱線路用。掌握電纜及插座：聯(lián)接機(jī)體掌握單元與發(fā)振箱自動(dòng)掌握回路用。接地螺母：電子回路之接地線連接用，漏電時(shí)之安全保障。保險(xiǎn)絲座：電子線路之過(guò)載保護(hù)。機(jī)器安裝法將發(fā)振箱放置于機(jī)體四周操作員易于觀看及調(diào)整之處。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。發(fā)振箱與機(jī)體聯(lián)接：將機(jī)體之輸出電纜插頭及掌握電纜插頭接于發(fā)振箱插座及機(jī)體插座上。緊。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。各調(diào)整及熔接前預(yù)備工作裝焊頭先將換能器〔CONE〕及焊頭〔HORN〕以及焊頭螺絲，以酒精或汽油擦洗干凈，再將焊頭螺絲及有損傷時(shí)，振動(dòng)之傳達(dá)效率會(huì)遞減，應(yīng)謹(jǐn)保養(yǎng)。4把焊頭用手旋入換能器到不能回轉(zhuǎn)為止。以焊頭鎖緊扳手焊頭旋緊〔約300Kg/cm之扭力〕，此時(shí)特別留意不讓換能器旋轉(zhuǎn)，以防止轉(zhuǎn)梢扭斷。〔假設(shè)覺(jué)察旋轉(zhuǎn)則4支焊頭水平調(diào)整螺絲要再緊固些〕。注塑成型缺陷之熔接痕標(biāo)準(zhǔn)化解決方案熔體集合時(shí)形成的接縫分熔合線(meldline)和熔接痕(weldline)，熔合線的性能明顯優(yōu)于熔接痕。一般而言，集合角大于135135度時(shí)形成熔接痕，如以下圖所示。熔合線的性能明顯優(yōu)于熔接痕，集合角對(duì)熔接縫的性能有