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超聲波金屬焊接機的由來

超聲波金屬焊接機由來

超聲波金屬焊接機英文注釋：Ultrasonic metal welding machine，超聲波金屬焊接是19世紀30年代偶然發現的。當時在作電流點焊電極加超聲振動試驗時，發現不通電流也能焊接上，因而發展了超聲金屬冷焊技術。超聲波焊接雖然發現較早，但是到目前為止，其作用機理還不是很清楚。它類似于摩擦焊，但有區別，超聲焊接時間很短，溫度低于再結晶；在正弦電信號經由電極提供給換能器時，壓電片膨脹和收縮，產生15~20μm的軸向峰到峰運動。它與壓力焊也不相同，因為所加的靜壓力比壓力焊小的多。一般認為在超聲波焊接過程中的初始階段，切向振動除去金屬表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分產生反復的微焊和破壞的過程而使接觸面積增大，同時使焊區溫度升高，在焊件交界面產生塑性變形。這樣在接觸壓力的作用下，相互接近到原子引力能夠發生作用的距離時，即形成焊點。焊接時間過長，或超聲波振幅過大會使焊接強度下降，甚至破壞。

超聲波金屬焊接機原理

超聲波金屬焊接是利用額每秒鐘數萬次的高頻振動波傳遞到兩個需焊接的金屬工件表面，再施以一定的壓力，使金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，達到焊接的目的。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業生產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，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。

超聲波焊接和高周波熔接的特點

超聲波塑焊機的特點：

1）不污染無公害，綠色環保；

2）無需整體加熱，工件不易變形，機器功耗小；

3）焊接速度快，工件表面氧化脫碳較輕；

4）表面淬硬層可根據需要進行調整，易于控制；

5）塑料焊接設備加裝在機械加工生產線上，易于實現機械化和自動化程度，方便管理，節約人力物力，大大提高生產效率；

6）表面工件表層有較大壓縮內應力，工件破斷能力較高。

高周波熔接機的特點：

1）電力輸出強大，本機振蕩器所產生的周率27.12MHZ或40.68MHZ，符合國際工業波段標準，各種控制裝置特殊電子線路，可避免不當操作，且能快時間熔接制品、提高產品產量；

2）高靈敏火花保護裝置，當火花產生時，可自動切斷高周回路，使機件及物件損害降低，當電流過高時，自動切斷高壓保證振蕩管及整流器。

塑料的超聲波焊接性能

塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時可熔化流動，加熱到一定溫度，產生化學反應，交聯固化變硬而形成固體；但這種變化時不可逆的，當重新受熱加壓時，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當加熱形成固體后，其內部結構僅經歷形態的變化，是可逆的；原因就是蝙蝠能發出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。重新加熱和加壓時，能夠重新熔化并再次形成固體。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。

熱塑性塑料又分為無定形塑料和半結晶塑料，由于二者的分子結構和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。

無定形塑料的分子結構呈隨機分布，沒有一個明確的熔點Tm，其在一個很廣泛的溫度范圍內逐步軟化、熔化和流動；這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度，使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點的共晶體，該低熔點共晶體在此溫度下呈液態，實質上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。而不是一旦加熱到某個溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無定形塑料這種特性非常易于傳導超聲波振動能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內進行超聲波焊接。

半結晶塑料的分子結構在局部呈規律性分布，有一個明確的熔點Tm，在溫度達到熔點之前，半結晶塑料始終保持著固態；當溫度達到熔點后，整個分子鏈立刻開始運動，并立即固化。無定形塑料和半結晶塑料的熔化過程區別如圖所示。

半結晶塑料呈規律性分布的分子結構類似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動能量，使得能量很難從焊頭傳導到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結晶塑料熔化。因此，相對于無定形塑料，半結晶塑料比較難焊接。為了使得半結晶塑料獲得較高的焊接質量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設計、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。無定形塑料和半結晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。遇到此問題時，要按以下步驟操作焊接效果才達標：1：先裝好上模，測試上模具的頻率對不對。

塑料熱板焊接機的工作步驟，清晰詳細！

（一）復位狀態：塑料處于工作停止狀態或者一個工作循環起始狀態，當整個工作循環處于自動狀態時，將塑料加工件人工放置在上、下模具中，組用俠具固定。

（二）熱板進位狀態：按下啟動按鈕，熱板在氣缸的推動作用下，滑移到加熱位，上、 下冷模在在2只氣缸的推動下移動到熱熔位置，進而使上、下塑料件與加熱板接觸，然后塑料件焊接面開始熔化。

（三）塑料件熱熔狀態：在一定時間內，通過加熱板將熱量傳遞給塑料件，使塑料件充分熔化。

（四）加熱時間到，熔接上、下塑料件在模具中同時離開熱板一段距離，緊接著迅速撤走加熱板。

（五）上、下塑料件在氣缸作用下合模，在預先設定的時間內進行固化處理，使兩塑料件熔接為一體，完成焊接。熔接后可達到水密、氣密的要求，適用于各種形狀大小和材質的熱塑性塑料件熔接。

（六）保壓時間到，從下模中取出焊接成品，設備處于復位狀態，開始下一個工作循環。