超聲波金屬焊接機(jī)有什么缺點(diǎn)?

1.結(jié)合系統(tǒng)存在問(wèn)題

超聲波金屬焊接技術(shù)在焊接過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)多種協(xié)作系統(tǒng)的相互配合，形成一個(gè)緊密結(jié)合的整體系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、聲學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。若整個(gè)系統(tǒng)的配合度和協(xié)調(diào)度不一致，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可操作性以及可靠性方面存在一定的問(wèn)題。

2.焊機(jī)制造困難且對(duì)其機(jī)理認(rèn)識(shí)不足。

由于超聲波金屬焊接技術(shù)能夠焊接密度大、厚度高的金屬以及異種金屬，所以對(duì)于實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的焊機(jī)的制造要求較高。相對(duì)于傳統(tǒng)焊機(jī)而言，超聲波金屬焊機(jī)的制造過(guò)程更加困難且成本較高，并且由于影響焊接工藝參數(shù)的因素較多，不易于對(duì)焊機(jī)機(jī)理的認(rèn)識(shí)和總結(jié)。

3."開(kāi)敞性”較差且易出高頻振動(dòng)

超聲波金屬焊接機(jī)“開(kāi)敞性”比較差，其伸入尺寸被嚴(yán)格限定在焊接所允許的范圍內(nèi)，并且其接頭形式仍然只限于搭接接頭，還沒(méi)有在技術(shù)上取得進(jìn)一步的突破。然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進(jìn)和完善，卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時(shí)的問(wèn)題，因?yàn)榻饘俜N類(lèi)繁多，性能要求又多種多樣，接頭形式又各不相同，許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來(lái)解決特定的異種金屬接頭的焊接問(wèn)題。同時(shí)，超聲波金屬焊接機(jī)在過(guò)程中的焊點(diǎn)容易出現(xiàn)高頻振動(dòng)，可能致使產(chǎn)品工件的邊緣受損，尤其是硬而脆的材料。

4.檢測(cè)困難

對(duì)于目前超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展情況來(lái)說(shuō)，對(duì)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)還是很難做到的，與其配套的檢測(cè)設(shè)備還沒(méi)有普及，而適用于傳統(tǒng)焊接技術(shù)的檢測(cè)方法又無(wú)法適用于新技術(shù)。檢測(cè)技術(shù)跟不上就為大批量生產(chǎn)制造了一定的困難。

臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)塑料線(xiàn)性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

2.1 換能器

通過(guò)逆壓電效應(yīng)將來(lái)自于發(fā)生器的超聲頻電壓轉(zhuǎn)化為同頻率的超聲機(jī)械振動(dòng)。它由夾于兩金屬（通常是鈦）塊之間的若干壓電陶瓷片組成。片與片之間有一薄金屬板形成電極。較大的、復(fù)雜的、奇形怪狀的或小批量零件通常采用澆注型軟質(zhì)聚氨酯裝夾。在正弦電信號(hào)經(jīng)由電極提供給換能器時(shí)，壓電片膨脹和收縮，產(chǎn)生 15~20 μm 的軸向峰到峰運(yùn)動(dòng)。換能器是精密設(shè)備，應(yīng)小心處理。

2.2 變幅桿

變幅桿有兩個(gè)作用。其主要作用是放大換能器端部產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)并將振動(dòng)傳給焊頭。另一作用是提供固定套件于焊接壓力機(jī)上的位置。在換能器施加超聲能量時(shí)，變幅桿也膨脹和收縮。壓焊時(shí)，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會(huì)被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬（如點(diǎn)焊）。與焊接套件中的其它零件一樣，變幅桿是調(diào)諧裝置，因而它也必須在特定頻率共振以便將超聲能量從換能器傳至焊頭。為了有效地發(fā)揮作用，變幅桿必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。一般為半波長(zhǎng)。

2.3 焊頭

焊頭是焊接套件中向待焊零件提供能量的部分。與變幅桿一樣，焊頭也是調(diào)諧裝置，在大部分應(yīng)用中也提供機(jī)械放大，焊頭的長(zhǎng)度必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長(zhǎng)或半波長(zhǎng)

的整數(shù)倍。這保證焊頭端部有足夠的振幅實(shí)現(xiàn)焊接。振幅一般為 30~120 μm。待焊零件和接頭設(shè)計(jì)決定焊頭的尺寸和式樣。焊頭的形狀至關(guān)重要，因?yàn)楹割^的軸向膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)在高振幅情況下造成開(kāi)裂?？紤]焊件的集合形狀復(fù)雜程度，剛度大小，焊接破口的制備情況和焊接位置。在某些應(yīng)用中，焊頭加工有多個(gè)軸向狹槽。這是為了確保振幅位于縱向。焊頭端部將超聲能量傳給待焊零件。端部應(yīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)以匹配零件來(lái)確保焊頭和零件之間實(shí)現(xiàn)能量傳遞。通常焊頭端部做成匹配零件輪廓的型材。

為防止產(chǎn)生壓痕和減少磨損，鋁必須鍍鎳或鉻。在需耐沖擊或耐磨以及焊接填充塑料或者埋植金屬嵌件時(shí)，需用鋼焊頭。鋼焊頭疲勞強(qiáng)度低，只用于低振幅場(chǎng)合。在承受動(dòng)載荷和沖擊載荷的情況下，除保證強(qiáng)度外，對(duì)沖擊韌性、延伸率均有較高要求，應(yīng)一次選用低氫型、鈦鈣型和氧化鐵型焊條。復(fù)雜零件、特型的或大尺寸零件通常需要復(fù)合式焊頭（子母焊頭），這時(shí)基底焊頭采用鋁質(zhì)，鈦或鋼次級(jí)焊頭與基底焊頭相連并引導(dǎo)能量。臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)塑料線(xiàn)性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

超聲波焊接中的重要工藝參數(shù)

影響超聲波焊接質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素是超聲波焊接能量。焊接能量過(guò)大，容易造成焊接過(guò)度、產(chǎn)生毛邊，或者造成塑膠件變形、薄弱處斷裂甚至造成其它零部件損壞。釬料與高熔點(diǎn)母材之間則是釬焊過(guò)程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以避免許多焊接性方面的問(wèn)題，但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。但在另一方面，如果焊接能量過(guò)小，兩個(gè)塑膠件不能的熔合在一起，造成焊接強(qiáng)度低。超聲波焊接能量與以下工藝參數(shù)有關(guān)，如圖所示，超聲波焊接過(guò)程中工藝參數(shù)的調(diào)整歸根結(jié)底為對(duì)焊接能量的調(diào)整。

頻率頻率是指超聲波的頻率，包括15、20、30或40千赫茲。超聲波焊接機(jī)有著固定的頻率，無(wú)法調(diào)整。頻率越大，焊接能量越大。

振幅振幅是指焊頭表面振動(dòng)的幅度，其等于換能器表面振幅與調(diào)幅器增益以及焊頭增益之積，振幅可通過(guò)調(diào)幅器和焊頭進(jìn)行調(diào)節(jié)。

振幅越大，焊接能量越大。不同塑料對(duì)于振幅的要求不一樣；相對(duì)于無(wú)定形塑料，半結(jié)晶塑料要求更高的振幅；熔點(diǎn)較高的塑料要求更高的振幅。表2顯示了多種塑料在20千赫茲下推薦使用的振幅。

通過(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)軟化完成焊接的方法

  機(jī)械運(yùn)動(dòng)焊接方式是一種全自動(dòng)焊接過(guò)程，利用壓力下兩工件在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的熱量來(lái)熔化接觸面的塑料，對(duì)正固定直到凝結(jié)牢固，需要專(zhuān)用焊接設(shè)備。很多超聲波焊接機(jī)操作人員經(jīng)驗(yàn)不足，在為超聲焊接機(jī)更換超聲波塑料焊接模具后，就出現(xiàn)了產(chǎn)品焊接效果差、不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，員工對(duì)操作不熟悉，往往也檢查不出來(lái)是哪里出現(xiàn)了問(wèn)題，就會(huì)說(shuō)“明明剛才超聲波焊接機(jī)還好好的，怎么一下子就出問(wèn)題了。一旦確定了正確的焊接參數(shù)，操作工即可穩(wěn)定生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：快速、靈活、焊接過(guò)程穩(wěn)定且不需焊劑或保護(hù)氣體，也不產(chǎn)生有害氣體或熔渣，產(chǎn)品焊接質(zhì)量有保證。按運(yùn)動(dòng)軌道可分為直線(xiàn)型和旋轉(zhuǎn)型：直線(xiàn)型可用于直線(xiàn)焊縫和平面焊縫的焊接，旋轉(zhuǎn)型可用于圓形焊縫的焊接。

1、超聲波焊接

       超聲波焊接是由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生高頻正弦波信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)能，再經(jīng)由變幅桿及焊頭將放大后的振動(dòng)耦合到被焊接塑料件上，高壓下的高頻摩擦使塑料接觸面瞬間產(chǎn)生高溫熔化，超聲波停止之后，經(jīng)短暫保壓冷卻后的兩個(gè)塑料件便焊接為一體，焊接過(guò)程一般不超過(guò)一秒鐘，焊接強(qiáng)

度可與本體媲美，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車(chē)配件、包裝、塑料玩具、文具用品、日用品、工藝品等各個(gè)行業(yè)。2）高周波熔接機(jī)工作原理是介質(zhì)材料在高頻電磁的作用下使物料內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫終達(dá)到焊接和熔接的目的。焊接塑料制品時(shí)，既不要添加任何粘接劑、填料或熔劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡(jiǎn)便、焊接速度快、焊接強(qiáng)度高、焊件美觀(guān)、生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。另外，超聲波焊接工藝還可實(shí)現(xiàn)塑料與金屬件的鉚接。因此，超聲波焊接技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2、旋轉(zhuǎn)摩擦焊接

       通過(guò)工件相對(duì)高速旋轉(zhuǎn)摩擦將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能，使被焊接工件的接觸面摩擦升溫，熔化后加壓，從而焊接在一起。電動(dòng)汽車(chē)需求的迅速上升，使得動(dòng)力鋰離子電池需求量大幅上升，使之成為帶動(dòng)鋰離子電池行業(yè)增長(zhǎng)的主力。相比超聲波焊接，該工藝不受工件尺寸和材料的限制，并且焊接強(qiáng)度同比其他塑料焊接工藝更高，幾乎接近塑料本體強(qiáng)度。適用于濾芯、塑料杯、浮球、玩具球、蓮蓬頭等回轉(zhuǎn)體工件的焊接。