超聲波塑料焊接原理:由發(fā)生器產(chǎn)生由15KHz/20KHz、30KHz、40KHz,的高壓,高頻信號,通過換能系統(tǒng),把信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動,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)溫度達到此工件本身的熔點時,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,便達成完美的焊接。
超聲波塑料焊接機由氣壓傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成。
1、氣動傳動系統(tǒng)
包括有:過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。
工作時首先由空壓機驅(qū)動沖程氣缸,以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動,動力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定。
2、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成。主要功能是:一是控制氣壓傳動系統(tǒng)工作,使其焊接時在定時控制下打開氣路閥門,氣缸加壓使焊頭下降,以一定壓力壓住被焊物件,當(dāng)焊接完后保壓一段時間,然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向,使焊頭回升復(fù)位;二是控制超聲波發(fā)生器工作時間,本系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化,操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖,便能自動地完在本次焊接全過程。整個控制系統(tǒng)的順序是:電源啟動一觸發(fā)控制信號 氣壓傳動系統(tǒng),氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作,發(fā)射超聲并保持一定焊接時間 去除超聲發(fā)射 繼續(xù)保持一定壓力時間 退壓,焊頭回升 焊接結(jié)束。
3、超聲波發(fā)生器
功率較大的超聲波塑料焊接機,超聲波發(fā)生器信號采用頻率自動跟蹤電路,使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致。
4、換能器
超聲波塑料焊接機用的換能器包括二個部分:1壓電部分2固定部分,壓電部分:超聲波換能器;
固定部分:超聲波變幅器。換能器通過電能轉(zhuǎn)換為一定機械振動能,傳輸?shù)匠暡ㄗ兎?,由變幅器增加或者減小振動能量。
超聲波焊頭
對不同的焊接對象需要有不同工具頭,不管是近場焊接還是傳輸焊接,只有半波長的工具頭才能使焊接端面達到最大的振幅。工具頭,有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種,塑料焊接機用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭,所用材料通常為鋁合金,其端面鍍硬質(zhì)合金,功率較大時也有用鈦合金材料制成的,該材料疲勞強度比鋁合金高一倍多。
超聲波塑料焊接機的工作原理:
當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時,會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動,這種達到一定振幅的高頻振動,通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大,因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時還不能及時散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個堅固的分子鏈,達到焊接的目的,焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊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。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,所加的壓力也不能達大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。超聲波焊接是熔接熱塑性塑料技制品的高科技技術(shù),各種熱塑性膠件均可使用超聲波焊接處理,而不需加溶劑,粘接劑或其他輔助品,其優(yōu)點是增加多倍生產(chǎn)率,降低成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
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