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。 超声波焊接在珠宝制造中用于连接金属部件,提高产品的美观度和耐用性。江西手持超声波焊接设备
超声波焊机原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号,通过换能系统,把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品工件上,通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高,当温度达到此工件本身的熔点时,使工件接口迅速熔化,继而填充于接口间的空隙,当震动停止,工件同时在一定的压力下冷却定形,便达成焊接目的。超声波焊接机通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续,有些许保压时间,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料本体强度。超声波焊接机按照自动化水平可以分为自动焊接机、半自动超声波焊接机、手动焊接机,对于现代化企业来讲,自动化水平越高越有利于企业流水线生产,所以自动焊接机的使用是企业未来的一个趋势。 湖南超声波塑料焊接机超声波焊接技术可用于生产具有高精度和良好表面质量的零件。
超声波金属焊接属于固态焊接,焊接过程中金属母材不发生熔化。其原理是利用超声频率(超过16kHz)的机械振动能量,在静压力作用下,使金属表面的氧化膜破碎,同时金属表面原子在高频振动和压力作用下产生塑性变形,导致原子间距离减小,原子的扩散运动增强,从而在金属表面形成冶金结合。虽然焊接过程中也会产生一定的摩擦热,但热量不足以使母材熔化,只是使金属表面达到塑性状态,促进原子间的相互扩散和结合。这种焊接方式能够有效克服电阻焊接时产生的飞溅和氧化等问题,适用于铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料的焊接,如可控硅引线、熔断器片、锂电池极片和极耳等的焊接。
研究人员将不断探索新的焊接工艺和方法,以拓展超声波焊接技术可适用的材料范围。一方面,针对目前难以焊接的高硬度、高熔点材料以及新型材料,如强高度合金、纳米复合材料等,通过优化超声波焊接的频率、振幅、焊接时间、压力等参数组合,开发特殊的焊接辅助装置或预处理工艺,尝试实现这些材料的有效焊接。另一方面,致力于提高异种材料焊接的质量和可靠性,深入研究不同材料在超声波焊接过程中的物理化学行为,解决异种材料之间因热膨胀系数、熔点、硬度等差异导致的焊接难题,进一步拓宽超声波焊接技术在材料连接领域的应用边界,满足不同行业对材料多样化连接的需求。超声波焊接过程中,材料的振动有助于促进分子的相互扩散,提高焊接强度。
并非所有塑料都适合超声波焊接。热塑性塑料由于其在加热时能熔化、冷却后能固化的特性,是超声波焊接的主要适用材料,如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、有机玻璃(PMMA)等。其中,无定形塑料比结晶型塑料更易焊接,因为无定形塑料在加热时软化温度范围较宽,更容易在超声波作用下实现均匀熔化和焊接。在选择塑料材料时,还需考虑材料的熔点、流动性、硬度等性能参数,以及产品的使用环境和要求。例如,用于食品包装的塑料焊接,要选择符合食品安全标准的材料;用于户外使用的塑料制品,要考虑材料的耐候性。超声波焊接的焊接接头具有良好的密封性能,适用于需要承受高压的部件。浙江高精度超声波塑料焊接机生产厂家
超声波焊接在汽车电子、医疗器械和航空航天等领域有重要应用。江西手持超声波焊接设备
超声波金属焊接可用于多种有色金属的焊接,如铜、银、铝、镍等。不同金属的焊接性能存在差异,其焊接性与金属的硬度、导电性、热导率等因素有关。一般来说,硬度较低、导电性和热导率较好的金属更容易焊接。例如,纯铝比铝合金更容易焊接,因为纯铝的组织相对单一,性能更均匀。在进行异种金属焊接时,还需考虑两种金属的相容性和物理性能差异,选择合适的焊接参数和工艺,以确保焊接质量。像在电子行业中,常需要将铜导线与铝基板进行焊接,就需要精确控制焊接工艺,克服铜铝两种金属性能差异带来的挑战。江西手持超声波焊接设备
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