当超声波作用于热塑性塑料的接触面时,会引发每秒几万次的高频振动。这种高频振动具有一定的振幅,通过上焊件将超声能量传递到焊区。由于焊区,即两个焊接工件的交界面处,声阻较大,根据能量转换原理,振动能量在此处会大量转化为热能,从而产生局部高温。又因为塑料本身的导热性较差,产生的热量一时难以迅速散发出去,会在焊区聚集。随着热量的持续积累,两个塑料的接触面迅速达到熔点并开始熔化。此时,在施加一定压力的情况下,熔化的塑料相互融合,分子间相互扩散渗透。当超声波停止作用后,保持压力持续几秒钟,使融合的塑料冷却凝固成型。超声波焊接在管道连接中表现出色,具有优异的密封性能。黑龙江汽车超声波金属焊接机价格
焊接时间指超声波振动作用于材料的时长,其长短对焊接强度和质量影响明显。对于熔点较低的材料,如某些热塑性弹性体,焊接时间应较短,可能只需0.1秒-0.3秒,以防止材料过度熔化导致变形;对于熔点较高的材料,像聚醚醚酮(PEEK),则需要较长的焊接时间,可能在0.5秒-1秒甚至更长。在每次实际焊接前,都要进行焊接时间测试,以确定较适合的焊接时长。若焊接时间过短,材料未充分熔化,焊接强度不足;焊接时间过长,材料会过度熔化,不仅浪费能源,还可能导致焊接部位变形、性能下降。重庆医疗超声波塑料焊接机生产厂家超声波焊接的焊接过程无需外部压力,有助于避免材料变形。
焊接后的接头强度能够接近甚至达到原材料的强度。在塑料焊接中,通过分子间的融合形成坚固的分子链,使焊接部位的强度与母材相当,能够承受较大的拉力和压力。在金属焊接方面,虽然母材不发生熔化,但通过原子间的扩散和结合,形成了牢固的冶金结合,焊接接头具有良好的导电性和机械性能,能够满足各种工程应用对连接强度的要求。在电子设备的电路板焊接中,超声波金属焊接能够确保电子元件与电路板之间的连接牢固可靠,保证电子产品的性能稳定。
超声波是频率高于20kHz的声波,具有能量高、方向性好和衰减性等特性。其能量高,能够为焊接过程提供所需的能量,实现材料的连接;方向性好,几乎沿直线传播,这就要求在焊接时,超声波焊头与焊接零件需保持足够大的接触面积,以确保超声能量能有效传导到焊接界面,若传播方向上存在孔洞等,会阻碍能量的传导;同时,尽管超声波穿透能力强,但在物体中传播时始终存在衰减,传播距离越远,能量衰减越严重。当超声波作用于热塑性塑料接触面时,焊头以每秒15kHz、20kHz或更高的频率垂直振动,这种高频振动通过上焊件将超声能量传递到焊区。由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,会产生局部高温。又因塑料导热性差,热量一时难以散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化。此时,在一定压力作用下,熔化的塑料相互融合。当超声波停止作用后,保持压力几秒钟,使熔化的塑料凝固成型,形成坚固的分子链,从而达到焊接目的,且焊接强度能接近原材料强度。例如在塑料玩具的生产中,利用这一原理可快速将各个塑料部件焊接在一起。超声波焊接在电池制造中用于连接极耳和电芯,确保电池的安全性和可靠性。
在玩具文具制造中,超声波焊接可确保玩具结构的稳定性和安全性,满足儿童玩具对质量和安全的严格要求,同时提高生产效率。在日常生活用品制造中,从厨具、日用品到手表、手机饰件等,超声波焊接能够提供高效、精确的焊接解决方案,提高产品的生产效率和质量,降低生产成本,满足现代消费者对产品美观、耐用和环保的需求。在金属线材焊接领域,超声波金属焊接机能够对铜、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,广泛应用于可控硅引线、熔断器片、电器引线、锂电池极片、极耳的焊接等。在纺织品焊接领域,超声波焊接技术可应用于无纺布等纺织品的焊接和切割,通过高频振动产生的能量将两个或多个纺织品部件长久性地结合在一起,具有高效、环保、节能的优点,且能保证焊接接头的强度和美观度,在服装、家居用品、卫生用品等纺织品制造领域得到广泛应用。在航空航天领域,超声波焊接用于连接轻质、薄规格的板材(如铝)以及粘合碳纤维等复合材料,满足航空航天产品对材料连接强度和轻量化的严格要求。超声波焊接可以大幅度缩短生产周期,提高生产效率。四川高精度超声波焊接机
超声波焊接在汽车电子中用于连接传感器和执行器,确保汽车的安全性和可靠性。黑龙江汽车超声波金属焊接机价格
功率是超声波焊接中极为关键的参数。功率大小直接左右焊接的效率与质量。当焊接硬质塑料时,因其材料特性,通常需要较高功率来产生足够热量实现焊接;而对于软质塑料,过高功率会导致材料过热变形,所以需要较低功率。在实际焊接前,必须通过小规模测试来确定比较好功率设置。例如,在焊接聚碳酸酯(PC)这种硬质塑料时,可能需要将功率设置在较高水平,如500W-800W;而焊接聚乙烯(PE)这种软质塑料时,功率可能只需200W-400W。若功率设置过高,材料会因过热出现碳化、变形甚至损坏的情况;功率设置过低,则无法使材料达到熔点,导致焊接不牢固。黑龙江汽车超声波金属焊接机价格