超聲波探傷指導(dǎo)書和超聲波焊接機(jī)的使用指導(dǎo)書

超聲波探傷指導(dǎo)書一探傷準(zhǔn)備工作1耦合劑選用液壓油，用液壓機(jī)廢油即可。2準(zhǔn)備工具，手提朔料桶，毛刷，掃帚，鐵刷（清理氧化皮），碎布（擦手，以保證儀器清潔）3被探工件溫度不高于50℃二儀器調(diào)節(jié)1探測(cè)范圍，是工件厚度的1.5~2倍。2鍛鋼件，縱波聲速5920mm/s，橫波聲速3230mm/s。3靈敏度設(shè)定3.1以DAC曲線法確定檢測(cè)靈敏度調(diào)節(jié)靈敏度使φ2平底孔試塊的回波高度為80%。表面補(bǔ)償及曲率補(bǔ)償，用試塊與工件底波比較法確定，該靈敏度即為檢測(cè)靈敏度。依次標(biāo)定2，3，4試塊的缺陷波，制作DAC曲線。如圖1如果靈敏度基準(zhǔn)要求φ1、φ3、φ4、φ5不漏檢，則將判廢線、定量線、評(píng)定線增益分別調(diào)節(jié)-6dB、+7dB、+12dB、+16dB。根據(jù)公式算得。3.2采用工件調(diào)整靈敏度3.2.1在鍛件上將1次底面回波調(diào)整到滿幅度的增益數(shù)值。3.2.2實(shí)心鍛件需提高的增益數(shù)值?！?）A—需要提高的增益值dBT—被簡(jiǎn)部位的厚度或直徑φ—平底孔直徑λ—波長(zhǎng)檢測(cè)中心有孔的軸類鍛件時(shí)需要提高的增益數(shù)值……………….（2）R—外徑r—內(nèi)徑3.3靈敏度校正基準(zhǔn)為平底孔試塊……（3）三探傷掃查方法1柵格法D≤200mm兩條掃查線，間隔90°200＜D≤500mm三條掃查線，間隔60°500＜D≤1000mm四條掃查線，間隔45°1000＜D六條掃查線，間隔30°法蘭端對(duì)整個(gè)水平面的柵格線掃查。如圖22100%掃查，至少環(huán)繞圓柱表面180°進(jìn)行100%掃查，相鄰探頭移動(dòng)覆蓋區(qū)至少為有效探頭直徑的10%四缺陷當(dāng)量的計(jì)算1利用工件底波調(diào)靈敏度發(fā)現(xiàn)缺陷波后，將缺陷波調(diào)至基準(zhǔn)高50%，記錄下降的dB值△dB則缺陷當(dāng)量φf(shuō)缺陷指示長(zhǎng)度用6dB法半徑為R的實(shí)心軸，缺陷指示長(zhǎng)度l。如圖3圖32以DAC曲線法確定檢測(cè)靈敏度時(shí)將缺陷波高通過(guò)靈敏度調(diào)節(jié)降至評(píng)定線，若提高（降低xdB）.則缺陷記錄為φ2±xdB。根據(jù)DAC曲線3靈敏度校正基準(zhǔn)為平底孔X，φ—即靈敏度基準(zhǔn)Xmm/φ不漏檢五斜探頭探傷（根據(jù)GB/T6402—2008標(biāo)準(zhǔn)）a以直徑3mm的橫孔為基礎(chǔ)畫DAC曲線。用RB-3試塊。如圖4圖4RB-3試塊b橫波掃查不能應(yīng)用于質(zhì)量等級(jí)1表1DAC掃查方法（用于鐵素體馬氏體不銹鋼鍛件）參數(shù)質(zhì)量等級(jí)標(biāo)稱頻率/MHZ1234122424記錄水平（DAC）/%＞50＞100＞50＞100＞30＞50驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)單個(gè)不連續(xù)（DAC）/%b≤100≤200≤100≤200≤60≤100長(zhǎng)條形或密集形的不連續(xù)≤50≤100≤50≤100≤30≤50與DAC相關(guān)的指示幅度表2DAC%波幅與dB值的關(guān)系DAC%相對(duì)于DAC的指示幅度/Db30-1050-660-41000200+6表3橫波斜探頭應(yīng)用于DAC方法時(shí)的記錄水平和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，（用于奧氏體—鐵素體不銹鋼鍛件）鍛件厚度直徑t/mm標(biāo)稱頻率MHZ記錄水平/%單個(gè)的不連續(xù)/%長(zhǎng)條或密集形的不連續(xù)%t≤751＞30≤60≤302＞50≤100≤5075＜t≤2501＞50≤100≤502＞100≤200≤100250＜t≤4001＞100≤200≤1002＞200≤400≤200注：大于400mm厚度應(yīng)供需雙方協(xié)商六寫探傷報(bào)告根據(jù)合同所定標(biāo)準(zhǔn)判斷工件質(zhì)量等級(jí)附：與質(zhì)量等級(jí)相關(guān)的粗糙度質(zhì)量等級(jí)1，2.其表面粗糙度Ra≤12.5μm質(zhì)量等級(jí)3，4.其表面粗糙度Ra≤6.3μm超聲波焊接機(jī)使用指導(dǎo)書目錄工作原理產(chǎn)品規(guī)格及參數(shù)結(jié)構(gòu)操作要領(lǐng)故障排除焊頭設(shè)計(jì)塑料相熔性超聲波應(yīng)用原理電路圖

工作原理熱可塑性塑料的超聲波加工，是利用工件接觸面間高頻的磨擦使分子間急速產(chǎn)生熱量，當(dāng)此熱量足夠熔化工作時(shí)，停止超聲波振動(dòng)，此時(shí)工作接面由熔融面固化，完成加工程序。通常用于塑料加工的頻率有28KHz、20KHz和15KHz，其中28KHz和20KHz在人耳聽(tīng)覺(jué)范圍之外，故稱為超聲波，但15KHz仍在耳聽(tīng)覺(jué)范圍之內(nèi)。產(chǎn)品規(guī)格及參數(shù)型號(hào)SR900SR1200SR1500SR2000清粉機(jī)功率900W1200W1500W2000W工作頻率20KHZ20KHZ20KHZ20KHZ20KHZ工作電壓220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ工作行程65mm65mm65mm65mm65mm工作氣壓2~7Kg/fcm22~7Kg/fcm22~7Kg/fcm22~7Kg/fcm22~7Kg/fcm2外型尺寸400×650×12000400×650×12000400×650×12000400×650×12000400×650×12000重量7575757575型號(hào)SR1815SR2215SR2615SR3215SR4215工作頻率15KHZ15KHZ15KHZ15KHZ15KHZ功率1800W2200W2600W3200W4200W工作電壓220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ工作行程100MM100MM100MM100MM100MM工作氣壓2~8Kg/FCM2~8Kg/FCM2~8Kg/FCM2~8Kg/FCM2~8Kg/FCM外型尺寸410×620×1150410×620×1150410×620×1150750×1020×2000750×1020×2000重量75K75K75K750Kg750Kg結(jié)構(gòu)本機(jī)器由超聲波發(fā)生器、超聲換能系統(tǒng)、程序控制及氣動(dòng)機(jī)架系統(tǒng)幾部分組成A：組件名稱（見(jiàn)附圖1）（1）升降速度（2）焊接時(shí)間（3）保壓時(shí)間（4）氣壓表（5）調(diào)壓器（6）超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)（7）焊頭升降開(kāi)關(guān)（8）觸發(fā)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)（9）分水器（10）機(jī)體固定把手（11）升降手輪（12）換能器固定座（13）換能器固定螺絲（14）二級(jí)桿（15）焊頭（16）觸發(fā)開(kāi)關(guān)（17）急停開(kāi)關(guān)（18）限位螺栓（20）電源開(kāi)關(guān)（21）過(guò)載指示燈（22）超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)（23）負(fù)載電流表（24）調(diào)頻電感（25）散熱風(fēng)口（26）控制插座（27）超聲輸出插座（28）保險(xiǎn)絲座（29）電源線入口（30）振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)B：組件名稱及功能升降速度：調(diào)節(jié)此旋鈕可調(diào)節(jié)焊頭上下的速度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)減速、反之加速。焊接時(shí)間：此旋鈕為一波段開(kāi)關(guān)，實(shí)為一可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)超聲波焊接的時(shí)間。保壓時(shí)間：此旋鈕同焊接時(shí)間旋鈕相同，用于調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射完后，塑料件固化的時(shí)間。氣壓表：指示工作氣壓。調(diào)壓器：用于調(diào)節(jié)工作氣壓，將旋鈕拔出即可調(diào)節(jié)，調(diào)好后再壓入即可。超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)：輕觸開(kāi)關(guān)，即可發(fā)送超聲波，一般用于檢測(cè)超聲波是否正常。焊頭升降開(kāi)關(guān)：主要用于校對(duì)模具，該開(kāi)關(guān)為自鎖開(kāi)關(guān)，按下后需重按復(fù)原。觸發(fā)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)：用于控制自動(dòng)程序下超聲波的觸發(fā)，如該機(jī)構(gòu)是時(shí)間繼電器，則表示從觸發(fā)開(kāi)始到超聲波發(fā)出之間的延時(shí)時(shí)間；如該機(jī)構(gòu)是拔盤，則是壓力觸發(fā)，調(diào)節(jié)拔盤，即可得到相關(guān)的觸發(fā)壓力。分水器：用于分離壓縮空氣中的水分，請(qǐng)?jiān)诜e水半滿時(shí)將杯底針向上壓，以排出積水。機(jī)體固定把手：用于固定上部機(jī)架。升降手輪：將（10）松開(kāi)后即可調(diào)整機(jī)架高低。換能器固定座：用于固定換能器系統(tǒng)。換能器固定螺絲：二級(jí)桿：又叫增幅器，用于放大換能器輸出振幅。焊頭：又叫焊模，將超聲波能量傳至工件。通常為諧振頻的半波長(zhǎng)，材料多為鈦合金或鋁合金，鋁合金焊頭易在工作物上留下氧化物，可以電鍍或使用防熱塑料膜來(lái)防止。*注意*焊頭不可以任意修改，否則會(huì)改變其諧振頻率及機(jī)械強(qiáng)度，容易導(dǎo)致?lián)Q能器或電器零件損壞。觸發(fā)開(kāi)關(guān)：兩邊開(kāi)關(guān)同時(shí)觸發(fā)，可實(shí)現(xiàn)正常程序。急停開(kāi)關(guān)：該開(kāi)關(guān)為自鎖開(kāi)關(guān)，一經(jīng)觸發(fā)，則焊頭不能下降。如觸發(fā)后應(yīng)旋鈕復(fù)位，便于程序運(yùn)作。限位螺栓：調(diào)節(jié)螺栓上螺母位置，可限制焊頭下降的高度，控制塑料件熔接深度。（20）電源開(kāi)關(guān)：打開(kāi)此開(kāi)關(guān)后，電源導(dǎo)通，指示燈亮，風(fēng)扇開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。（21）過(guò)載指示燈：當(dāng)本機(jī)超聲波振動(dòng)異常時(shí)，此燈會(huì)亮，并停止發(fā)振。（22）超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)：觸發(fā)即有超聲波發(fā)生，用于檢驗(yàn)聲波是否正常。（23）負(fù)載電流表：空載時(shí)，表示焊頭諧振的程度，（指針越低越好，視焊頭與輸出段數(shù)而異，通常在5%~15%或300MA~900MA之間）負(fù)載時(shí)表示輸出功率的大小。（視工件而定）。（圖見(jiàn)下頁(yè)）

（24）調(diào)頻電感：調(diào)節(jié)電路部分的工作頻率與機(jī)械振動(dòng)諧振頻率相匹配。（詳細(xì)步驟，請(qǐng)參照操作要領(lǐng)。）（26）控制插座：利用電纜連接，傳輸控制回路信號(hào)。（27）超聲輸出插座：利用電纜連接，將高壓電信號(hào)傳輸給換能器。（28）保險(xiǎn)絲座：容納保險(xiǎn)絲。（30）振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)：選定適當(dāng)?shù)暮割^輸出振幅，以配合工作之要求，該開(kāi)關(guān)只有1.2.3三檔，其余皆為空檔，且只有15KHz操作要領(lǐng)：機(jī)器工作原理：將220V/50HZ的電源供電，轉(zhuǎn)變?yōu)?0KHz或15KHz的高壓電能，利用換能器轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，機(jī)械振動(dòng)經(jīng)二級(jí)桿放大經(jīng)焊頭傳遞至被加工物，利用空氣壓力，產(chǎn)生工件接觸面加壓摩擦熔接的效果。安裝程序：A：將機(jī)架上的三根電纜分別接入底座和發(fā)生器的插座上，并擰緊。B：安裝好換能器系統(tǒng)，并擰緊固定螺絲。C：調(diào)整機(jī)架高度并擰緊機(jī)體固定把手。D：觀察底座上急停開(kāi)關(guān)是否復(fù)位，如未，請(qǐng)復(fù)位。E：連接好氣源及電源，并接好地線。F：將焊頭與二級(jí)桿之間的接觸面擦拭干凈，在兩個(gè)端面上涂抹少量硅油或黃油，將螺桿擰入焊頭一邊擰緊，然后將焊頭與二級(jí)桿這宰用螺桿連接，并用板手鎖緊。G：操作前，請(qǐng)務(wù)必做超聲檢測(cè)，以確定發(fā)生器頻率與換能器系統(tǒng)機(jī)械諧振頻率一致。尤其是更換焊頭或改變輸出振幅之后，不可疏忽。超聲波檢測(cè)：為了達(dá)到最佳的使用效果并維護(hù)本機(jī)的性能，調(diào)整發(fā)生器與換能器系統(tǒng)的諧振，非常重要。A：調(diào)諧前，確保焊頭與二級(jí)桿之間必需鎖緊。調(diào)諧時(shí)，焊頭不要接觸其它物品。B：打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，此時(shí)電源指示燈亮。C：按下超聲波測(cè)試開(kāi)關(guān)，并注視負(fù)載表，（如電流表指針超30%或超過(guò)2A，則按下超聲測(cè)試開(kāi)關(guān)的時(shí)間要非常短），調(diào)整調(diào)諧電感，左右旋轉(zhuǎn)直到負(fù)載電表批示在最小位置，通常在5%-15%或300MA-900MA之間。D：因本機(jī)設(shè)有卡位，所以調(diào)諧電感的調(diào)整范圍只有360度，如焊頭的頻率同20KHZ或15KHZ相差較遠(yuǎn)時(shí)，需打開(kāi)機(jī)蓋，拆開(kāi)固定位進(jìn)行調(diào)整。*注意*（1）：調(diào)整調(diào)諧電感時(shí)，負(fù)載表電流大小變化，并非表示功率輸出大小，只表示發(fā)生器與換能器能器系統(tǒng)諧振程度，（電流越小，諧振越好）。如需要較大振幅輸出，可改變二級(jí)桿的品種。（15KHz機(jī)還可調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，但不可在有超聲波時(shí)調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，以防高壓電擊。）（2）：負(fù)載表空載時(shí)，表示諧振程度；帶負(fù)載時(shí)，表示輸出能量。（3）：調(diào)諧時(shí)，如過(guò)載指示燈亮，應(yīng)立即松開(kāi)測(cè)試開(kāi)關(guān)，過(guò)5秒鐘之后，調(diào)整調(diào)諧電感，再做超聲波檢測(cè)。（4）：正確的調(diào)諧非常重要，如果無(wú)法達(dá)到正常情況，請(qǐng)參照故障檢測(cè)表，不可勉強(qiáng)使用，以免損壞機(jī)器。校模：為達(dá)到高的生產(chǎn)效率，焊頭與塑料件之間的距離應(yīng)盡量縮短但仍需留有足夠的空間方便取放塑料件。將塑料件放在底座中調(diào)整氣壓在2Kg選擇適合的焊頭與塑料件之間的距離鎖緊機(jī)架固定把手。調(diào)整限位螺栓使焊頭下降壓緊塑料件之后仍有0.2mm左右的空間。（對(duì)于焊接深度要求較高的塑料件，此空間相應(yīng)加大）。調(diào)整焊接、保壓時(shí)間、氣壓、試焊樣件。觀察樣件,如發(fā)現(xiàn)焊接不均勻,則需要細(xì)調(diào)底座的平衡,一般原則為焊接部位熔接越厲害,則應(yīng)調(diào)低，在底座相反位置墊上紙片等抬高底座對(duì)應(yīng)位置，使塑料件與焊頭吻合良好。（附記）：影響塑料件超聲加工的因素如下：（1）、接觸面的設(shè)計(jì)（2）、焊接線的設(shè)計(jì)（3）塑料材質(zhì)（4）塑料件外形和尺寸（5）焊接面與焊頭之間距離（6）焊頭的設(shè)計(jì)（7）焊頭的振幅（8）校模的準(zhǔn)確性（9）焊接壓力、時(shí)間參數(shù)的選擇超聲波焊接操作步驟選擇振幅、二級(jí)桿調(diào)諧頻率選擇振幅、二級(jí)桿調(diào)諧頻率校模↓設(shè)定氣壓設(shè)定氣壓,焊接時(shí)間保壓時(shí)間等參數(shù)試焊↓試焊調(diào)低氣壓減小延遲時(shí)間降低振幅段數(shù)改用較大功率機(jī)型↓調(diào)低氣壓減小延遲時(shí)間降低振幅段數(shù)改用較大功率機(jī)型負(fù)載正常過(guò)載→→負(fù)載正常過(guò)載↓檢驗(yàn)產(chǎn)品良好檢驗(yàn)產(chǎn)品良好不良過(guò)熔時(shí)減小熔接時(shí)間,壓力降低振幅段數(shù)過(guò)熔時(shí)減小熔接時(shí)間,壓力降低振幅段數(shù)焊接不夠增加熔接時(shí)間或氣壓增加振幅段數(shù)改用較大功率機(jī)型1焊接不夠增加熔接時(shí)間或氣壓增加振幅段數(shù)改用較大功率機(jī)型1、選擇較大比例二級(jí)桿確定所有參數(shù)→確定所有參數(shù)故障排除（1）焊接故障現(xiàn)象原因解決方法熔接過(guò)度輸入塑料件能量太多降低氣壓減少焊接時(shí)間降低振幅段數(shù)更換低倍數(shù)二級(jí)桿熔接不足輸入塑料件能量太少增加氣壓加長(zhǎng)焊接時(shí)間增大振幅段數(shù)更換高倍數(shù)二級(jí)桿使用較大功率的機(jī)型熔接效果不一致注塑模變化使用水喉料或次料填加物比例變化檢查注塑模是否磨損改進(jìn)所用材料固定填加物成份非熔接面損傷焊頭與塑料接觸面不吻合超聲波集中損傷修理焊頭與底模使之與塑料件吻合修理焊頭在相關(guān)位置避空塑料件開(kāi)裂、震斷超聲波振幅過(guò)大塑料件強(qiáng)度不夠選擇低倍數(shù)二級(jí)桿減少輸出振幅塑料加加強(qiáng)筋或加厚塑料件表面穿孔超聲波振幅不夠，超長(zhǎng)時(shí)間焊接所致超聲波集中損傷提高輸出振幅，減少焊接時(shí)間，有必需時(shí)更換較大功率的機(jī)型焊頭相應(yīng)位置避空塑料件加強(qiáng)厚度或加加強(qiáng)筋（2）機(jī)器故障現(xiàn)象原因解決方法打開(kāi)電源無(wú)顯示保險(xiǎn)絲熔斷檢查功率管是否短路更換保險(xiǎn)絲超聲波測(cè)試無(wú)電流顯示功率管燒毀高壓電容燒毀3、繼電器控制線路部分有故障更換相關(guān)燒毀零件起聲波測(cè)試電流偏大、過(guò)載焊頭沒(méi)鎖緊或有裂紋若不帶焊頭，電流大，此換能器或二級(jí)桿老化或有裂紋功率管特性有變異或燒毀功率放大電路部分有故障更換相關(guān)零件焊接時(shí)電流偏大、過(guò)載氣壓偏高焊頭過(guò)大，沖擊電流大觸發(fā)壓力高，延遲時(shí)間長(zhǎng)二級(jí)桿變比偏高調(diào)低氣壓使用較大功率機(jī)型調(diào)低觸發(fā)壓力，減少延遲時(shí)間換用低倍數(shù)二級(jí)桿觸發(fā)觸發(fā)開(kāi)關(guān)焊頭不落急停開(kāi)關(guān)未復(fù)位觸發(fā)開(kāi)關(guān)不能同時(shí)觸發(fā)或其中一個(gè)接觸不良程序控制板有問(wèn)題將急停開(kāi)關(guān)復(fù)位檢測(cè)使兩個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)能同時(shí)觸發(fā)檢測(cè)程序板排除故障，一般為IC問(wèn)題觸發(fā)觸發(fā)開(kāi)關(guān)后，超聲時(shí)間非常長(zhǎng)或者保壓時(shí)間非常長(zhǎng)焊接時(shí)間或保壓時(shí)間波段開(kāi)關(guān)斷路調(diào)整波段開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，使之接觸良好觸發(fā)觸發(fā)開(kāi)關(guān)后，超聲波不能觸發(fā)壓力觸發(fā)開(kāi)關(guān)損壞程序板有問(wèn)題更換壓力觸發(fā)開(kāi)關(guān)或小彈簧檢測(cè)程序板排除故障，一般為IC問(wèn)題焊頭設(shè)計(jì)本公司有專業(yè)工程師為顧客設(shè)計(jì)各類型超聲波焊頭，提供專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)及維修服務(wù)，以及解決一切熔接難題。同時(shí)，更騁有專業(yè)設(shè)計(jì)師為閣下設(shè)計(jì)特定之自動(dòng)化超聲波熔接機(jī)，以應(yīng)顧客不同之生產(chǎn)需求。設(shè)計(jì)工件熔接線圖解

超聲波原理：我們知道正確的波的物理定義是：振動(dòng)在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個(gè)條件：一是振動(dòng)源，二是傳播介質(zhì)。波的分類一般有如下幾種：一是根據(jù)振動(dòng)方向和傳播方向來(lái)分類。當(dāng)振動(dòng)方向與傳播方向垂直時(shí)，稱為橫波。當(dāng)振動(dòng)方向與傳播方向一致時(shí)，稱為縱波。二是根據(jù)頻率分類，我們知道人耳敏感的聽(tīng)覺(jué)范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個(gè)范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個(gè)范圍的波叫做次聲波，超過(guò)這個(gè)范圍的波叫超聲波。波在物體里傳播，主要有以下的參數(shù)：一是速度V，二是頻率F，三是波長(zhǎng)λ。三者之間的關(guān)系如下：V=F.λ。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長(zhǎng)也就不同。另外，還需要考慮的一點(diǎn)就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠(yuǎn)，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬于考慮范圍。超聲波在塑料加工中的應(yīng)用原理：塑料加工中所用的超聲波，現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個(gè)塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化，使接觸位塑料熔合，達(dá)到加工目的。超聲波焊機(jī)的組成部分和原理超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)部分組成：發(fā)生器、氣動(dòng)部分、程序控制部分，換能器部分。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。氣動(dòng)部分主要作用是在加工過(guò)程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。程序控制部分控制整部機(jī)器的工作流程，做到一致的加工效果。換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)過(guò)傳遞、放大、達(dá)到加工表面?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的發(fā)生器一般有兩種：一種是以美國(guó)BRANSON公司為代表，所采用的橋式功放電路，保護(hù)電路采用相位保護(hù)，工作頻率一般為20KHZ。其優(yōu)點(diǎn)是電轉(zhuǎn)換效率高，缺點(diǎn)是頻率調(diào)節(jié)電感調(diào)節(jié)范圍窄，頻率跟蹤性能較差。另一個(gè)缺點(diǎn)是功率不可能做得很大，最大也就是3KW左右；另一種是臺(tái)灣型機(jī)器，普遍采用B類功放、過(guò)流保護(hù)、橋式反饋。優(yōu)點(diǎn)是功率可以做得較大（如4.2KW），頻率跟蹤性能好，大功率情況下一般采用15KHZ的工作頻率。缺點(diǎn)是電轉(zhuǎn)化效率較低，15KHZ的工作頻率是人耳所能聽(tīng)到的，反映出噪聲較大；另外還有瑞士、德國(guó)、日本的采用頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)的機(jī)器。因其價(jià)格較高，國(guó)內(nèi)并不常見(jiàn)。換能器部分由三部分組成：換能器（TRANSDUCER）；增幅器（又稱二級(jí)桿、變幅桿，BOOSTER）；焊頭（又稱焊模，HORN或SONTRODE）。換能器(TRANSDUCER)：換能器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)。將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A：磁致伸縮效應(yīng)。B：壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用，其優(yōu)點(diǎn)是可做的功率容量大；缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率低，制作難度大，難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬(wàn)壓電陶瓷換能器的發(fā)明，使壓電效應(yīng)反效應(yīng)的應(yīng)用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高，大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小?，F(xiàn)有的超聲波機(jī)器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負(fù)載塊將壓電陶瓷夾在中間，通過(guò)螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。變幅桿（BOOSTER）：變幅桿本身就是一條金屬柱，通過(guò)形狀的設(shè)計(jì)，可以將換能器傳遞過(guò)來(lái)的振幅進(jìn)行放大，達(dá)到加工塑料件所需能量振幅，相當(dāng)于加熱的溫度，如我們常用的ABS、AS塑料所需的加工振幅為20μm左右；尼龍、聚丙稀所需的加工振幅為50μm左右。焊頭（HORN）：焊頭的作用是對(duì)于特定的塑料件制作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計(jì)為所工作的超聲頻率的半波長(zhǎng)，所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過(guò)特別的設(shè)計(jì)；任何的改動(dòng)均可能引致頻率、加工效果的改變，它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同，尺寸也會(huì)有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有：鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動(dòng)的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。4、超聲波焊接機(jī)的參數(shù)及調(diào)節(jié)方法：一般的超聲波焊接機(jī)上有如下的參數(shù)是可以調(diào)節(jié)的：A：超聲波發(fā)生器上的調(diào)諧旋鈕：這是超聲波焊機(jī)最關(guān)鍵的一個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕。其調(diào)節(jié)目的是使超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高壓電信號(hào)頻率同換能器部分的機(jī)械諧振頻率一致。方法是輕觸測(cè)試開(kāi)關(guān)、左右設(shè)防該旋鈕，使負(fù)載指示的電流為最小，即可完成調(diào)諧步驟。B：振幅檔：此旋鈕有些機(jī)種上沒(méi)有這個(gè)旋鈕，其功能是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)生器的輸出電壓，達(dá)到高速輸出振幅的目的。C：氣動(dòng)部分：包括調(diào)速器、氣壓調(diào)節(jié)旋鈕。調(diào)速器用于調(diào)節(jié)氣缸的上、下速度。氣壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)工作氣壓。D：熔接時(shí)間（WELDTIME）：用于調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射的時(shí)間，一般的塑料件熔接時(shí)間為

0.6S以下，通常超過(guò)1.5S熔接時(shí)間均可視作失敗熔接（可視作振幅不夠，或設(shè)計(jì)不合理）。E：保壓時(shí)間（HOLDTIME）：保壓時(shí)間相當(dāng)于加工塑料件之后的固化時(shí)間，通常如果塑料件的固定位設(shè)置得好，此時(shí)間可不用考慮，如果塑料件內(nèi)部有彈簧等部件，該時(shí)間應(yīng)相應(yīng)調(diào)長(zhǎng)。F：觸發(fā)調(diào)節(jié)：觸發(fā)調(diào)節(jié)有兩種方式，一種是延時(shí)觸發(fā)。這種調(diào)節(jié)一般指示為延遲時(shí)間（DELAYTIME）。其所指為從觸發(fā)機(jī)器開(kāi)始到超聲波發(fā)射為止的時(shí)間。通過(guò)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)先發(fā)射超聲波再熔接，或先壓緊塑料件再觸發(fā)超聲波。另一種是壓力觸發(fā)。這種觸發(fā)方式常見(jiàn)于美國(guó)BRANSON形式的超聲波焊接機(jī)中，其原理是調(diào)節(jié)壓緊塑料件的力度來(lái)觸發(fā)超聲波。對(duì)于較大的塑料件，為防止起振失敗，多采用先觸發(fā)超聲波再熔接，或以較小的觸發(fā)力度。5、塑料件材料對(duì)超聲波焊接的影響超聲波在塑料件中傳播，塑料件或多或少對(duì)超聲波能量有吸收和衰減，從而對(duì)超聲加工效果產(chǎn)生一定的影響，塑料一般有非晶體材料之分，按硬度有硬膠和軟膠之分，還有模數(shù)的區(qū)分，通俗地來(lái)說(shuō)，硬度高，低熔點(diǎn)的塑料超聲加工性能優(yōu)于硬度低、高熔點(diǎn)的塑料。因此，這就牽涉到超聲波加工距離的遠(yuǎn)近問(wèn)題，詳見(jiàn)第7節(jié)遠(yuǎn)、近距離焊接。6、塑料件的加工條件對(duì)超聲焊接的影響塑料件經(jīng)過(guò)注塑、擠壓或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工條件都會(huì)形成對(duì)超聲焊接產(chǎn)生一定影響的因素。A：濕度缺陷：濕度缺陷一般在制作有條紋或疏松的塑料件過(guò)程中形成，濕度缺陷在焊接中衰減有用能量，使密封位滲水，加長(zhǎng)焊接時(shí)間，所以濕度高的塑料件在焊接前要作烘干處理。如聚甲醛等。B：注塑過(guò)程的影響：注塑過(guò)程參數(shù)的調(diào)整會(huì)引致如下缺陷：尺寸變化(收縮、彎曲變形)重量變化表面損傷統(tǒng)一性不佳C：保存期：塑料件注塑加工出來(lái)后，一般最少放置24小時(shí)后，再進(jìn)行焊接，以消除塑料件本身應(yīng)力、變形等因素。無(wú)定形塑料通過(guò)注塑出來(lái)的塑料件可不按此要求。D：再生塑料再生塑料的強(qiáng)度比較差，對(duì)超聲波焊接適應(yīng)性也較差，所以如用再生塑料，各種設(shè)計(jì)尺寸均要酌情加以考慮。E：脫模劑和雜質(zhì)脫模劑和雜質(zhì)對(duì)超聲波焊接有一定的影響。雖然超聲波加工時(shí)可將加工表面的溶劑、雜質(zhì)等震開(kāi)，但對(duì)于要求密封、或在高強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡可能去除。在有些情況下，先清洗塑料件是必要的。7、塑料件的設(shè)計(jì)現(xiàn)代注塑方式能有效提供比較完美的焊接用塑膠件。當(dāng)我們決定用超聲波焊接技術(shù)完成熔合時(shí)，塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須首先考慮如下幾點(diǎn)：焊縫的大小(即要考慮所需強(qiáng)度)是否需要水密、氣密是否需要完美的外觀避免塑料熔化或合成物的溢出是否適合焊頭加工要求焊接質(zhì)量可以通過(guò)下面幾點(diǎn)的控制來(lái)獲得：材質(zhì)塑料件的結(jié)構(gòu)焊接線的位置和設(shè)計(jì)焊接面的大小上下表面的位置和松緊度焊頭與塑料件的接觸面順暢的焊接路徑底模的支持為了獲得完美的、可重復(fù)的熔焊方式，必須遵循三個(gè)主要設(shè)計(jì)方向：最初接觸的兩個(gè)表面必須小，以便將所需能量集中，并盡量減少所需要的總能量(即接時(shí)間)來(lái)完成熔接。找到適合的固定和對(duì)齊的方法，如；塑料件的接插孔、臺(tái)階或企口之類。圍繞著連接界面的焊接面必須是統(tǒng)一而且相互緊密接觸的。如果可能的話，接觸面盡量在同一個(gè)平面上，這樣可使能量轉(zhuǎn)換時(shí)保持一致。下面就對(duì)塑料件設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)行分類舉例說(shuō)明：7.1整體塑料件的設(shè)計(jì)7.塑料件必須有一定的剛性及足夠的壁厚。太薄的壁厚有一定的危險(xiǎn)性，超聲波焊接時(shí)是需要加壓的，一般氣壓為2-6Kgf/cm27.1.2罐狀或箱形塑料等，在其接觸焊頭的表面會(huì)引起共振而形成一些集中的能量聚焦點(diǎn)，從而產(chǎn)生燒傷、穿孔的情況（如圖1所示），在設(shè)計(jì)時(shí)可以在罐狀頂部做如下考慮：圖1帶尖角圖2帶圓弧過(guò)渡1、加厚塑料件2、增加加強(qiáng)筋3、焊頭中間位置避空7.1.3如果一個(gè)注塑出來(lái)的零件出現(xiàn)應(yīng)力非常集中的情況，比如尖角位，在超聲波的作用下會(huì)產(chǎn)生折裂、融化。這種情況可考慮在尖角位加R角。如圖2所示。7.1.4注塑件內(nèi)部或外部表面附帶的突出或細(xì)小件會(huì)因超聲波振動(dòng)產(chǎn)生影響而斷裂或脫落，例如固定梢等（如圖3所示）。通過(guò)以下設(shè)計(jì)可盡可能減小或消除這種問(wèn)題：在附屬物與主體相交的地方加一個(gè)大的R角，或加加強(qiáng)筋。增加附屬物的厚度或直徑。圖3圖47.1.5如被焊頭接觸的零件有孔或其它開(kāi)口，則在超聲波傳遞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生干擾和衰減。（如圖4所示）。根據(jù)村料類型（尤其是半晶體材料）和孔的大小，在開(kāi)口的下端會(huì)直接出現(xiàn)少量焊接或完全熔不到的情況，因此要盡量預(yù)以避免。7.1.6被焊頭接觸的塑料件的形狀中，如果有薄而彎曲的結(jié)構(gòu)，而且需要用來(lái)傳遞超聲波能量的時(shí)候，特別對(duì)于半晶體材料，超聲波震動(dòng)很難傳遞到加工面（如圖5所示）。對(duì)這種設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免。圖57.1.7近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在6mm以內(nèi)，遠(yuǎn)距離焊接則大于6mm超聲波焊接中的能量在塑料件傳遞時(shí)會(huì)被衰減，尤以半晶體材料為甚。在非晶體塑料中，由于分子的無(wú)序排列，振動(dòng)基本不衰減地傳遞。衰減在低硬度塑料里也較厲害。因引，設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意到要讓足夠的能量偉到加工區(qū)域。遠(yuǎn)距離焊接，對(duì)于硬膠（如PS、ABS、AS、PMMA）等比較適合，一些半晶體塑料（如POM、PETP、PBTB、PA）通過(guò)合適的形狀設(shè)計(jì)也可用于遠(yuǎn)距離焊接。7.1.8注塑件可以設(shè)計(jì)成任何形狀，但是超聲波焊頭并不能隨意制作。形狀、長(zhǎng)短均可能影響焊頭頻率、振幅等參數(shù)。焊頭的設(shè)計(jì)需要有一個(gè)基準(zhǔn)面，即按照其工件頻率決定的基準(zhǔn)頻率面?；鶞?zhǔn)頻率面一般占到焊頭表面的70%以上的面積，所以，注塑件表面的突起等形狀最好小于整個(gè)塑料而后30%。平滑、圓弧過(guò)渡的塑料件表面，則此標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬。且突出位盡量位于塑料件的中部或?qū)ΨQ設(shè)計(jì)。塑料件焊頭接觸面至少大于熔接面，且盡量對(duì)正焊接位。過(guò)小的焊頭接觸面（如圖6所示），會(huì)引起較大的損傷和變形，以及不理想的熔接效果。在焊頭表面有損傷紋，或其形狀與塑料件配合有少許差異的情況下，焊接進(jìn)，會(huì)在塑料件表面留下傷痕。避免方法是：在焊頭與塑料件表面之間墊薄膜（例如PE膜等）。圖67.2焊接線的設(shè)計(jì)焊接線是超聲波直接作用熔化的部分，其基本的兩種設(shè)計(jì)方式：能量導(dǎo)向剪切設(shè)計(jì)所有其它的變化都可歸類于這兩種類型或混和類型。7.2.1能量導(dǎo)向是一種典型的在將被焊接的一個(gè)面注塑出突起三角形柱。能量導(dǎo)向的基本功能是：集中能量，使其快速軟化和熔化接觸面。能量導(dǎo)向允許快速焊接，同時(shí)獲得最大的力度。在這種導(dǎo)向中，其材料在部分流向接觸面。能量導(dǎo)向是非晶態(tài)材料中最常用的方法。能量導(dǎo)向柱的大小和位置取決于如下幾點(diǎn)：材料塑料件結(jié)構(gòu)使用要求。圖7所示為能量導(dǎo)向柱的典型尺寸。當(dāng)使用較易焊接的材料，如聚苯乙稀等硬度高、熔點(diǎn)低的材料時(shí)，建議高度最低為0.25mm。當(dāng)材料為半晶體材料或高溫混合脂時(shí)（如聚乙碳），則高度至少要為0.5mm。當(dāng)用能量導(dǎo)向來(lái)焊接半晶體樹(shù)脂時(shí)（如乙縮荃、尼龍），最大的連接力主要從能量導(dǎo)向柱的底盤寬度來(lái)獲得。圖7沒(méi)有規(guī)則說(shuō)明能量導(dǎo)向應(yīng)做在塑料件哪一面，特殊情況要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。當(dāng)兩個(gè)塑料件村質(zhì)、強(qiáng)度不同時(shí)，能量導(dǎo)向一般設(shè)置在熔點(diǎn)高和強(qiáng)度低的一面。根據(jù)塑料件要求（例如水密、氣密性、強(qiáng)度等），能量導(dǎo)向設(shè)計(jì)可以組合、分段設(shè)計(jì)。例如：只是需要一定的強(qiáng)度的情況下，分段能量導(dǎo)向經(jīng)常采用（例如手機(jī)電池等）。如圖8所示。圖87.2.2上下塑料件在焊接過(guò)程中都要保證對(duì)位準(zhǔn)確，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行松動(dòng)位必須很小，一般小于0.05mm插銷定位：圖9所示為基本的插銷定位方式，插銷定位中應(yīng)保證插銷件的強(qiáng)度，防止超聲波震斷。圖9臺(tái)階定位：圖10所示為基本的臺(tái)階定位方式，如h大于焊線的高度，則會(huì)在塑料件外部形成一條裝飾線，一般裝飾線的大小為0.25mm左右，創(chuàng)出更吸引人的外觀，而兩個(gè)零件之間的差異就不易發(fā)現(xiàn)。圖11所示臺(tái)階定位，則可能產(chǎn)生外溢料。圖12所示臺(tái)階定位，則可能產(chǎn)生內(nèi)溢料。圖13所示臺(tái)階定位為雙面定位，可防止內(nèi)外溢料。企口定位：如圖14所示（見(jiàn)上頁(yè)），采用這種設(shè)計(jì)的好處是防止內(nèi)外溢料，并提供校準(zhǔn)，材料容易有加強(qiáng)密封性的獲得。但這種方法要求保證凸出零件的斜位縫隙，因此使零件更難于注塑，同時(shí)，減小了焊接面，強(qiáng)度不如直接完全對(duì)接。底模定位：如圖15所示，采用這種設(shè)計(jì)，塑料件的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單，但對(duì)底模要求高。通常會(huì)引致塑料件的平行移位，同時(shí)底模固定太緊會(huì)影響生產(chǎn)效率。圖15圖16焊頭加底模定位：如圖16所示，采用這種設(shè)計(jì)一般用于特殊情況，并不實(shí)用及常用。其它情況：A：如圖17所示，為大型塑料件可用的一種方式，應(yīng)注意的是下支撐模具必須支撐住凸緣，上塑料件凸緣必須接觸焊頭，上塑料件的上表面離凸緣不能太遠(yuǎn)，如必要情況下，可采用多焊頭結(jié)構(gòu)。B：如連接中采用能量導(dǎo)向，且將兩個(gè)焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整個(gè)焊接的質(zhì)量和力度。通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm圖17圖18圖19C：在焊接不易熔接的樹(shù)脂或不規(guī)則形狀時(shí)，為了獲得密封效果，則有必要插入一個(gè)密封圈。如圖18所示。需要注意的是密封圈只壓在焊接末端。圖19所示為薄壁零件的焊接，比如熱成形的硬紙板（帶塑料涂層），與一個(gè)塑料蓋的焊接。7.2.3在半晶體塑料（如尼龍、乙縮醛、聚丙烯、聚乙烯和熱塑聚脂）的熔接中，采用能量導(dǎo)向的連接設(shè)計(jì)也許達(dá)不到理想的效果。這是因?yàn)榘刖w的樹(shù)脂會(huì)很快從固態(tài)轉(zhuǎn)變成融化狀態(tài)，或者說(shuō)從融化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，而且是經(jīng)過(guò)一個(gè)相對(duì)狹窄的溫度范圍，從能量導(dǎo)向柱流出的融化物在還沒(méi)與相接界面融合時(shí)，又將很快再固化。因此，在這種情況下，只要幾何原理允許，我們推薦使用剪切連接的結(jié)構(gòu)。采用剪切連接的設(shè)計(jì)，首先是熔化小的和最初接觸的區(qū)域來(lái)完成焊接，然后當(dāng)零件嵌入到一起時(shí)，繼續(xù)沿著其垂直壁，用受控的接觸面來(lái)融化。如圖20所示，這樣，可獲得強(qiáng)勁結(jié)構(gòu)或很好的密封效果，因?yàn)榻缑娴娜刍瘏^(qū)域不會(huì)讓周圍的空氣進(jìn)來(lái)。由于此原因，剪切連接尤其對(duì)半晶體樹(shù)脂非常有用。圖20圖21剪切連接的熔接深度是可以調(diào)節(jié)的，深度不同所獲得的強(qiáng)度不同，熔接深度一般建議為0.8-1.5mm。當(dāng)塑料件壁厚較厚及強(qiáng)度要求高時(shí)，熔接深度建議為1.25x壁厚。圖21所示為幾種基本的剪切式結(jié)構(gòu)：剪切連接要求一個(gè)塑料壁面有足夠強(qiáng)度能支持及防止焊接中的偏差。有需要時(shí)，底模的支撐高于焊接位，提供輔助的支撐。下表所示為零件大小尺寸和接觸面、零件誤差的大概尺寸：零件最大尺寸接觸面尺寸零件尺寸允許誤差＜180.2mm±0.025mm180.3mm±0.05mm＞35mm0.4mm±0.075mm當(dāng)零件尺寸大于90mm圖22所示為雙面剪切式設(shè)計(jì)圖23所示為扣式焊線設(shè)計(jì)，用于高強(qiáng)度，但上下塑料件不接觸的情況下。在特殊情況下，可用于增加密封圈的情況。圖22圖238、超聲應(yīng)用8.1超聲焊接圖24、25所示分別為近、遠(yuǎn)距離焊接的實(shí)例。圖24