隨著材料工業(yè)的迅速發(fā)展,其中以重量輕幻妓、摩擦力小、耐腐蝕、易加工的塑料及其金屬的復合材料的應用受到人們的重視归鲸。塑料的各種制品,已滲透到人們?nèi)粘I畹母鱾€領域悬坎,同時也被廣泛應用到航空定桃、船舶、汽車伸义、電器何别、包裝、玩具蛛挚、電子抗斤、紡織等行業(yè)。然而丈咐,由于注塑工藝等因素的限制瑞眼,在相當一部分形狀復雜的塑料制品不能一次注塑成型龙宏,這就需要粘接,而沿用多年的塑料粘接和熱合工藝又相當落后伤疙,不僅效率低银酗,且粘接劑還有一定的毒*,引起環(huán)境污染和勞動保護等問題徒像。傳統(tǒng)的這種工藝已不能適用現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展需要黍特,于是一種新穎的塑料加工技術——超聲波塑料焊接以其高效、優(yōu)質锯蛀、美觀灭衷、節(jié)能等優(yōu)越*脫穎而出。超聲波塑料焊接機在焊接塑料制品時旁涤,即不要填加任何粘接劑翔曲、填料或溶劑,也不消耗大量熱源辙炒,具有操作簡便误即、焊接速度快、焊接強度高牌君、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點捅腋。因此,超聲波焊接技術越來越廣泛地獲得應用截剩。
一绊寞、 超聲波塑料焊接機的工作原理
當超聲波作用于熱塑*的塑料接觸面時,會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動怠竞,這種達到一定振幅的高頻振動费控,通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大哨遭,因此會產(chǎn)生局部高溫咸培。又由于塑料導熱*差,一時還不能及時散發(fā)骑跳,聚集在焊區(qū)疑跑,致使兩個塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后炉抒,使其融合成一體奢讨。當超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘焰薄,使其凝固成型拿诸,這樣就形成一個堅固的分子鏈,達到焊接的目的塞茅,焊接強度能接近于原材料強度亩码。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅季率,所加壓力及焊接時間等三個因素,焊接時間和焊頭壓力是可以調節(jié)的描沟,振幅由換能器和變幅桿決定飒泻。這三個量相互用有個適宜值,能量超過適宜值時吏廉,塑料的熔解量就大泞遗,焊接物易變形;若能量小席覆,則不易焊牢史辙,所加的壓力也不能達大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積略匕。
二缓贤、 超聲波塑料焊接的方法
1基列、 熔接法 超聲波振動隨焊頭將超聲波傳導至焊件熟督,由于兩焊件處聲阻大,因此產(chǎn)生局部高溫军笑,使焊件交界面熔化雨株。在一定壓力下,使兩焊件達到美觀擅暴、快速贫迫、堅固的熔接效果。
2项栈、 埋插法 螺母或其它金屬欲插入塑料工件手欣。首先將超聲波傳至金屬,經(jīng)高速振動映检,使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi)癞樊,同時將塑膠熔化,其固化后完成埋插凛澎。
3霹肝、 鉚接法 欲將金屬和塑料或兩塊*質不同的塑料接合起來,可利用超聲波鉚接法塑煎,使焊件不易脆化沫换、美觀、堅固最铁。
4讯赏、 點焊法 利用小型焊頭將兩件大型塑料制品分點焊接,或整排齒狀的焊頭直接壓于兩件塑料工件上冷尉,從而達到點焊的效果漱挎。
5甥角、 成型法 利用超聲波將塑料工件瞬間熔化成型,當塑料凝固時可使金屬或其它材質的塑料牢固识樱。
6嗤无、 切除法 利用焊頭及底座的特別設計方式,當塑料工件剛射出時怜庸,直接壓于塑料的枝干上咸婿,通過超聲波傳導達到切除的效果。
三谋扼、 起聲波塑料焊接機的組成及其作用
超聲波塑料焊接機由氣壓傳動系統(tǒng)棒嚼、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器咐准、換能器及工具頭和機械裝置等組成啃掠。
1、氣動傳動系統(tǒng)
包括有:過滹器消李、減壓閥键梆、油霧器、換向器苔眼、節(jié)流閥畦未、氣缸等。
工作時首先由空壓機驅動沖程氣缸稽星,以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動保铐,動力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調定。
2褥民、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成季春。主要功能是:一是控制氣壓傳動系統(tǒng)工作,使其焊接時在定時控制下打開氣路閥門消返,氣缸加壓使焊頭下降载弄,以一定壓力壓住被焊物件,當焊接完后保壓一段時間侦副,然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向侦锯,使焊頭回升復位;二是控制超聲波發(fā)生器工作時間秦驯,本系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化尺碰,操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖,便能自動地完在本次焊接全過程译隘。整個控制系統(tǒng)的順序是:電源啟動一觸發(fā)控制信號 氣壓傳動系統(tǒng)亲桥,氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作,發(fā)射超聲并保持一定焊接時間 去除超聲發(fā)射 繼續(xù)保持一定壓力時間 退壓固耘,焊頭回升 焊接結束题篷。
3词身、超聲波發(fā)生器
1) 功率較大的超聲波塑料焊接機,發(fā)生器信號采用鎖相式頻率自動跟蹤電路木砾,使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致农灯。
2) 功率在500W以上的超聲波塑料焊接機所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器,也具有一定的頻率跟蹤能力瘸劳。
4品扯、超聲波塑料焊接機使用的聲學系統(tǒng)
1) 換能器
超聲波塑料焊接機用的聲學系統(tǒng)包括三個部分:1驅動部分2固定部分3工作部分。在以上三個組成部分中妖恨,驅動是核心捻钢,一般采用螺栓夾緊的縱向振動換能器,其中半波長縱向振子與四分之一的波長縱向振子足沥,半波長縱向振與半波長聚能器相連接組成一個全波長塑料焊接換能器稻续,而四分之一波長縱向振子與四分之一波長聚能器相連,組成一個半波長換能器轿跌。
2) 工具頭
對不同的焊接對象需要有不同工具頭滔菠,不管是近場焊接還是傳輸焊接,只有半波長的工具頭才能使焊接端面達到最大的振幅贱按。
工具頭涕瘸,有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種,塑料焊接機用聲學系統(tǒng)工具頭哲泊,所用材料通常為鋁合金,其端面鍍硬質合金催蝗,功率較大時也有用鈦合金材料制成的切威,該材料疲勞強度比鋁合金高一倍多。
四丙号、 超聲波塑料焊接機的型號和規(guī)格
超聲波塑料焊接機由于使用場合及焊接材料不同先朦,焊接尺寸大小不一樣,其規(guī)格也是各式各樣的犬缨。其輸出功率從手工焊接機的幾十瓦到大型機的幾千瓦頻率一般在15KHz到40KHz范圍內(nèi)喳魏。無錫美斯特研制生產(chǎn)的15KHz、20KHz的超聲波塑料焊接機是應用比較廣泛的機型怀薛,輸出功率分別為1000W-4000W之間刺彩,工作頻率為15KHz、20KHz枝恋,且重量輕创倔,質量好,是塑料行業(yè)首選的超聲波塑料焊接機廠家之一焚碌。
時代牌超聲波塑料焊接機正以其不可替代的優(yōu)勢却值,走進塑料行業(yè)的領域卑竹,發(fā)揮著巨大的作用,創(chuàng)造著巨大的效益的同時私闭,也期待著超聲波塑料焊接機能有更大的突破砾漓,為塑料行業(yè)發(fā)揮更大的貢獻。
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