当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒数万次的高频振动。这种高频振动,通过上焊件,将超声能量传递到焊区。由于焊区的声阻较大,因此会产生局部高温。由于塑料的导热性较差,高温难以迅速散发,从而聚集在焊区,使两个塑料的接触面迅速熔化。在施加一定的压力后,这两个熔化的塑料接触面会融合成一体。当超声波停止作用后,持续施加压力几秒钟,使熔融的塑料凝固成型,从而形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的。焊接的强度可以接近原材料的强度。超声波塑料焊接的效果受到多个因素的影响,包括换能器焊头的振幅、施加的压力以及焊接时间。其中,焊接时间和焊头压力是可以调节的,而振幅则由换能器和变幅杆决定。这些因素之间存在一个相互作用的比较好值。当能量超过这个比较好值时,塑料的熔融量会增加,可能导致焊接物变形;若能量过小,则可能无法牢固焊接。同时,施加的压力也不能过大,比较好压力通常为焊接部分边长与边缘每1mm的比较好压力之积。 超声波焊接无需额外的热源或焊料,是一种环保的焊接方式。天津汽车超声波金属焊接机设备
超声金属焊机能够对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接。在焊接过程中,高频机械振动使金属表面的原子发生剧烈运动,打破了金属表面原有的氧化膜等阻碍,使金属原子之间能够相互靠近并形成牢固的金属键。同时,静压力的作用进一步促进了金属原子的扩散和结合,从而实现了高质量的金属连接。这种焊接方式具有焊接时间极短的优势,能够大幅度提高生产效率,同时还具有较高的成本效益,在电子、航空航天等对焊接质量和效率要求极高的领域得到了广泛应用。吉林自动化超声波焊接机超声波焊接技术可用于生产具有复杂结构的零件,提高产品的功能性。
在超声波塑料焊接中,热塑性塑料的分子链在高频振动能量作用下开始运动,分子间摩擦加剧,导致焊接区域温度迅速上升。由于塑料的导热性相对较差,热量在焊接区域积聚,使塑料达到熔点并熔化。为了更好地集中熔化过程,通常在两个塑料工件的焊接界面处进行特殊设计,如一个工件的界面处设置尖刺或圆形的表面接触结构。这些接触点在超声波能量作用下优先熔化,随着焊接过程的进行,熔化区域逐渐扩大并相互融合,在压力持续作用下,形成完整的焊接接头。当超声波停止作用后,保持压力一段时间,使熔化的塑料冷却固化,从而获得具有一定强度的焊接连接。
压力在超声波焊接中不可或缺。适当的压力可确保材料充分接触,利于超声波能量的传递,从而提升焊接质量。焊接硬质塑料时,因其硬度大,需要较高压力来保证材料紧密贴合,促进分子间的融合;焊接软质塑料时,较低压力即可满足要求。例如,焊接亚克力这种硬质塑料时,压力可能需要设置在5MPa-8MPa;焊接低密度聚乙烯这种软质塑料时,压力在2MPa-4MPa左右。在焊接前,需通过压力测试确定比较好工作压力。压力过小,材料接触不充分,焊接不牢固;压力过大,可能会使材料产生变形,影响产品尺寸精度。超声波焊接的焊接过程无需预热,有助于降低能源消耗。
为了降低超声波焊接设备的成本,制造企业将不断优化设备的设计和生产工艺,采用新型材料和先进制造技术,提高设备的生产效率和产品质量,降低生产成本。同时,通过规模化生产和供应链优化,降低原材料采购成本和设备制造成本,使超声波焊接设备更具市场竞争力。在降低能耗方面,研究人员将致力于开发高效的超声波换能器和电源系统,提高电能到超声波能量的转换效率,减少能量损耗。优化焊接工艺参数,在保证焊接质量的前提下,降低焊接过程中的能量需求。此外,探索利用可再生能源为超声波焊接设备供电的可能性,进一步降低设备的能耗和对环境的影响,实现可持续发展。超声波焊接的焊接强度通常高于传统焊接方法。辽宁大功率超声波焊接机器
超声波焊接过程中,材料的振动可以去除表面氧化层,提高焊接质量。天津汽车超声波金属焊接机设备
外观检查是较基本的质量检测手段,通过观察焊接部位是否有裂纹、变形、气泡、未焊透等明显缺陷,初步判断焊接质量。对于一些要求较高的焊接产品,还需进行强度测试,如拉伸试验、剪切试验等,通过测试焊接部位的力学性能,评估焊接强度是否符合要求。无损检测技术如超声波探伤、X射线探伤等也可用于检测焊接内部是否存在缺陷,这些技术能够在不破坏产品的前提下,准确检测出内部的裂纹、气孔等缺陷。例如,在航空航天领域,对金属零部件的焊接质量要求极高,常采用多种无损检测手段相结合的方式,确保焊接质量的可靠性。天津汽车超声波金属焊接机设备