超聲波金屬焊接機有什么缺點?

1.結(jié)合系統(tǒng)存在問題

超聲波金屬焊接技術(shù)在焊接過程中，要實現(xiàn)多種協(xié)作系統(tǒng)的相互配合，形成一個緊密結(jié)合的整體系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器、聲學(xué)系統(tǒng)和機械系統(tǒng)。若整個系統(tǒng)的配合度和協(xié)調(diào)度不一致，就會導(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題。

2.焊機制造困難且對其機理認識不足。

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，所以對于實現(xiàn)這種技術(shù)的焊機的制造要求較高。相對于傳統(tǒng)焊機而言，超聲波金屬焊機的制造過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，不易于對焊機機理的認識和總結(jié)。

3."開敞性”較差且易出高頻振動

超聲波金屬焊接機“開敞性”比較差，其伸入尺寸被嚴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，還沒有在技術(shù)上取得進一步的突破。然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進和完善，卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時的問題，因為金屬種類繁多，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解決特定的異種金屬接頭的焊接問題。同時，超聲波金屬焊接機在過程中的焊點容易出現(xiàn)高頻振動，可能致使產(chǎn)品工件的邊緣受損，尤其是硬而脆的材料。

4.檢測困難

對于目前超聲波金屬焊接技術(shù)的發(fā)展情況來說，對焊接產(chǎn)品質(zhì)量的檢測還是很難做到的，與其配套的檢測設(shè)備還沒有普及，而適用于傳統(tǒng)焊接技術(shù)的檢測方法又無法適用于新技術(shù)。檢測技術(shù)跟不上就為大批量生產(chǎn)制造了一定的困難。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。

2.1 換能器

通過逆壓電效應(yīng)將來自于發(fā)生器的超聲頻電壓轉(zhuǎn)化為同頻率的超聲機械振動。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。在正弦電信號經(jīng)由電極提供給換能器時，壓電片膨脹和收縮，產(chǎn)生 15~20 μm 的軸向峰到峰運動。換能器是精密設(shè)備，應(yīng)小心處理。

2.2 變幅桿

變幅桿有兩個作用。其主要作用是放大換能器端部產(chǎn)生的機械振動并將振動傳給焊頭。另一作用是提供固定套件于焊接壓力機上的位置。在換能器施加超聲能量時，變幅桿也膨脹和收縮。壓焊時，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)中的半波長或半波長的整數(shù)倍。一般為半波長。

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)用中也提供機械放大，焊頭的長度必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長或半波長

的整數(shù)倍。這保證焊頭端部有足夠的振幅實現(xiàn)焊接。振幅一般為 30~120 μm。待焊零件和接頭設(shè)計決定焊頭的尺寸和式樣。焊頭的形狀至關(guān)重要，因為焊頭的軸向膨脹和收縮產(chǎn)生的應(yīng)力會在高振幅情況下造成開裂。考慮焊件的集合形狀復(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)專門設(shè)計以匹配零件來確保焊頭和零件之間實現(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，需用鋼焊頭。鋼焊頭疲勞強度低，只用于低振幅場合。在承受動載荷和沖擊載荷的情況下，除保證強度外，對沖擊韌性、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），這時基底焊頭采用鋁質(zhì)，鈦或鋼次級焊頭與基底焊頭相連并引導(dǎo)能量。臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。

超聲波焊接中的重要工藝參數(shù)

影響超聲波焊接質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素是超聲波焊接能量。焊接能量過大，容易造成焊接過度、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。釬料與高熔點母材之間則是釬焊過程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以避免許多焊接性方面的問題，但要求釬料對母材能良好潤濕。但在另一方面，如果焊接能量過小，兩個塑膠件不能的熔合在一起，造成焊接強度低。超聲波焊接能量與以下工藝參數(shù)有關(guān)，如圖所示，超聲波焊接過程中工藝參數(shù)的調(diào)整歸根結(jié)底為對焊接能量的調(diào)整。

頻率頻率是指超聲波的頻率，包括15、20、30或40千赫茲。超聲波焊接機有著固定的頻率，無法調(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，振幅可通過調(diào)幅器和焊頭進行調(diào)節(jié)。

振幅越大，焊接能量越大。不同塑料對于振幅的要求不一樣；相對于無定形塑料，半結(jié)晶塑料要求更高的振幅；熔點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。

通過機械運動軟化完成焊接的方法

  機械運動焊接方式是一種全自動焊接過程，利用壓力下兩工件在摩擦過程中產(chǎn)生的熱量來熔化接觸面的塑料，對正固定直到凝結(jié)牢固，需要專用焊接設(shè)備。很多超聲波焊接機操作人員經(jīng)驗不足，在為超聲焊接機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、不達標的現(xiàn)象，員工對操作不熟悉，往往也檢查不出來是哪里出現(xiàn)了問題，就會說“明明剛才超聲波焊接機還好好的，怎么一下子就出問題了。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)點是：快速、靈活、焊接過程穩(wěn)定且不需焊劑或保護氣體，也不產(chǎn)生有害氣體或熔渣，產(chǎn)品焊接質(zhì)量有保證。按運動軌道可分為直線型和旋轉(zhuǎn)型：直線型可用于直線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發(fā)生器產(chǎn)生高頻正弦波信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振動能，再經(jīng)由變幅桿及焊頭將放大后的振動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塑料件便焊接為一體，焊接過程一般不超過一秒鐘，焊接強

度可與本體媲美，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車配件、包裝、塑料玩具、文具用品、日用品、工藝品等各個行業(yè)。2）高周波熔接機工作原理是介質(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)生高溫終達到焊接和熔接的目的。焊接塑料制品時，既不要添加任何粘接劑、填料或熔劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、焊件美觀、生產(chǎn)等優(yōu)點。另外，超聲波焊接工藝還可實現(xiàn)塑料與金屬件的鉚接。因此，超聲波焊接技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

2、旋轉(zhuǎn)摩擦焊接

       通過工件相對高速旋轉(zhuǎn)摩擦將機械能轉(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。電動汽車需求的迅速上升，使得動力鋰離子電池需求量大幅上升，使之成為帶動鋰離子電池行業(yè)增長的主力。相比超聲波焊接，該工藝不受工件尺寸和材料的限制，并且焊接強度同比其他塑料焊接工藝更高，幾乎接近塑料本體強度。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。