超声波技术基础.doc

超声波技术基础 ?超声波是频率16KHz以上人耳听觉一般无法感知的机械波. 超声波发生器将工频电转换成高频高压电. 由压电陶瓷片组成的换能器在高频高压交流电的作用下收缩膨胀,产生机械振动即超声波.换能器,变幅员杆及焊模构成机械共振单元在压力的作用下将换能器产生的机械振动传递到热塑性焊接件上.导入的超声波能量通过分子间和界面的磨擦产生使焊缝处熔化粘接所需要的热量. 超声焊接过程描述 ?超声波焊接时机械振动在压力作用下传递到塑料件.分子及接缝处磨擦生热,材料的阻尼系数增加.接缝处材料开始软化.热塑化材料阻尼因子的增大使更多的振动能量转化成热能, 这会自我加速该反应过程.停止超声后,经过一短暂的保压冷却使热塑化材料匀质固化.塑料件或薄膜就可以这样用超声波能量互相焊接在一起. 超声波焊接的能量是通过声学振动臂导入的.声学振动臂有压电超声转换器(换能器,Converter), 振幅调节器(变幅杆,Booster)以及专用的焊接模具(焊头,Sonotrode)构成. 能量集中原理 超声波焊接时超声波通过焊臂和零件集中到焊接区域. 焊接要借助于焊缝设计即导能筋(ERG)的作用. 适合超声波焊接的焊缝几何如焊筋的顶角,焊筋的高低粗细等,以及焊头或底模同塑料零件轮廓的吻合直接影响焊接处材料熔化的速度和位置.导能筋设计确定了焊接的区域和能量的导向. 这样使超声波焊接仅仅需要很少的能量并对零件本体不受高热作用.没有导能筋则焊接时间会大大延长, 面焊接使焊接过程无法定义,结果是缺乏焊接强度和质量的不一致性.除此之外,无法避免材料的热损伤. 如图所示根据零件的材料和大小设计导能筋形状和尺寸的基本原则. 材料不同的热塑性特点(如无定型或半结晶型)也是焊缝设计时必须考虑的因素. 超声波焊接技术基础 - 塑料件 点击放大 焊缝设计的种类或导能筋设计 设计用超声波焊接塑料零件时,某些焊缝建议可节省时间,能量和对模具的修改. 作为设计的第一步是选择合适的连接方式.超声波焊接一般以下几种方式:超声波焊接超声波变形, 铆接, 点焊超声波镶埋 以下对各种焊接方式分别进行描述: 有焊缝设计的塑料件焊接 ?焊件间焊缝导能筋接触处发生熔融.超声波通过焊接件传递到焊缝.实现匀质粘接的超声焊接焊缝形式有: 对碰缝 台阶逢 舌槽缝 薄壁缝 剪切缝 钮柱焊接 以上建议可同预置密封圈或二次双料注塑组合选用 用焊头直接塑化或变形 点击放大 焊接模具同热塑型零件直接接触处产生熔融从而形成热塑变形. 利用这种变形可以将不同的材料如金属与塑料,玻璃同塑料连接在一起. 这种连接方式可分成以下多种形式: 实柱或空柱铆接(如车门内饰的焊接) 超声波点焊(如板材和大面积产品,织物和压棉卷料的焊接) 超声波包埋 (如将光学透镜包埋到塑料件中) Ultraschall-Verd?mmen (z.B.: elektrische Kontakte und Leitungen) Ultraschall-Verkrallen (z.B.: Vliese, Gewebe, Gewirke, Leder- und Kunstlederprodukte, Dichtungen, B?nder u.a.m.). Hierbei befindet sich das zu verkrallende Material in der Regel zwischen der Sonotrode und dem thermoplastischen Bauteil. Die Sonotrode ist bei solchen Anwendungen einer erh?hten Temperaturbeanspruchung ausgesetzt. Im Falle von thermoplastischen Bauteilen ist die Sonotrodenschwei?fl?che mit einer anwendungsspezifischen Struktur versehen. ?无纺布超声焊接基础 应用于卷料的连续焊接,复合, 压花, 切割. 织物,无纺,复合面料和纸均需要连续的加工方式, 并且以高速,精密为特点. 为了保证较高的经济性必须尽可能地缩短置具更换时间及将其磨损减到最小.而传统的热压和胶粘工艺难以满足这些要求. 海尔曼集团开发的无接触/无磨损超声焊接技术正好符合上述行业的特点和要求. Die NON-CONTACT/NON-WEAR-Technologie 在纺织,无纺,复合材料和纸的加工中, 速度,质量和质量的一致性一直限制传统超声波焊接工艺的应用. 海尔曼集团针对该行业的特点和挑战开发出先进的专利系统产品. 该焊接系统由一刚性固定安装的焊臂构成