超声波焊接的六大误区

1.焊接工艺的误区

超声波的能量是瞬时爆发的,因此焊接线应为点或者线条,其次其传递的距离都要符合超声波铆接的方式。有人认为只要是上下模的塑料材料相同,无论设计怎样结合面都可以形成一个良好的铆接效果,这是错误的认识。当超声波能量瞬间产生时,接缝面积越大,能量分散越严重,焊接效果越差,甚至可能导致无法焊接。另外超声波是纵向的,能量损失同距离成正比,最佳状态是焊接件距离发波模具应控制在7.5CM内,铆接线应控制在0.3-0.8mm之间,工件的壁厚不能低于2mm,否则不能良好焊接,尤其是在生产具有气密性要求的产品。

2.工件材料的误区

超声焊接机对焊接的工件材质其实是有严格要求的,并不是说任何材料都可以铆接。有人认为任何材料都可以焊接,这是一个很大的误解。有一些材料可以焊接的很好,部分有点缺仅部分可熔接,甚至可能是不相熔的。从原理上讲,同一材料之间熔点是相同的按理是可以焊接的,但是当焊接的工件的熔点大于350度的时候,就不再适合超声波焊接了。因为超声波是瞬间将工件分子熔化,判断依据是在1-3s之内不能很好的焊接,就应该选择其他焊接(铆接)工艺,如热板、旋熔、振动摩擦等。一般来讲ABS料是最容易焊接,因为熔点低,硬度也硬,反之尼龙材质是最难熔接的。

3.超声波机台选择的误区

选择超声波机台时,要考虑到功率、振荡频率、振幅范围、铆接材料、焊线面积、工件内部电子元器件密度、是否需要气密等因素来考虑,一些人误以为功率越大越好,同样这也是个误会。假如不太了解超声波机台的话,最好咨询正规超声波生产工厂的工程技术人员。如果条件允许,最好到厂家现场进行沟通,不要盲目的听取销售人员的误导。当前,制造相关设备的企业尤其复杂,大多是小型作坊,对电路是生搬硬套,对工作原理也似懂非懂。仿造的设备在某种程度上是会存在致命缺陷。第一购买原材料的质量不能保证,其次是生产工艺的核心技术没有掌握。大功率、大功率设备经常表现不稳定,产品合格率低,经常导致设备损坏。例如功率互感器、所用磁性材料参数不能测量、磁饱和磁通密度(Bs)、磁感应强度(Bm)、有效磁导率(Ue)、剩余磁通密度(Br)、矫顽力(A/M)等,这些小作坊是不能做到的。因此购买超音波时,最好先了解公司的情况,不要盲目的听销售员的吹捧,也不要只看价格。唯有如此,以后才能减少不必要的麻烦。

4.超声波输出功率选择的误区

超声波输出功率大小,同压电陶瓷片的直径和厚度、材质、设计工艺决定。其换能器定型,最大功率也就基本定型了,衡量输出能量大小是个复杂的过程。不是换能器越大,电路使用功率管越多,输出能量就越大,它必须要相当复杂的振幅测量仪,才能准确测量其振幅,由于大多数使用者对超声波知识不太了解,加上销售人员的误导,给消费者一个错误的认识,消耗电能多少并不能反映输出超声功率的大小,如产生的纵向能量低,但消耗电流大,只能说明设备的效率低下,无功率大之说。

5.焊接原理理解的误区

许多多年来从事超声焊接方面的人员,对超声能量传递有一种误解,认为音波在接触面进行焊接,其实这是一种误解。真正的焊接原理是,换能器把电能转换为机械能后,通过工件物质分子进行传导,声波在固体中传导声阻远小于在空气中的声阻,当声波通过工件接缝时,缝隙中的声阻大,产生的热能相当大,温度首先达到工件的熔点,再加上一定的压力,使接缝熔接,而工件的其他部分由于声阻小,温度低不会熔接。

6.焊接结构的误区

超声模具型式多样,工件的形状决定模具外形,但每部分的尺寸和弧度,材质都要严格计算的,有人误以为这只不过是一个金属块而已。设计是否合理直接影响着模具的效率、寿命以及产品的合格率,严重时更是会直接烧坏换能器。模具的材料一般使用镁铝7075,而有些人为了降低成本,使用劣质材料。正规模具生产商进料都有一套严格地检验程序,加工尺寸都是经过计算机软件模拟和校验后加工出来的,这样品质才有保证。这些工序一般小作坊是无法做到的,不经过合理设计,做出的模具在焊接小工件时,反应问题还不明显,当大功率时就会出现各种弊端,严重时直接损坏元器件。

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