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超聲波焊接的原理工藝及焊接過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析

更新時(shí)間:2022-06-17      點(diǎn)擊次數(shù):3645
   隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,超聲波焊接機(jī)已經(jīng)逐漸的普遍性,本文通過(guò)對(duì)超聲波物體焊接的原理與工藝參數(shù)進(jìn)行闡述,并且對(duì)超聲波焊接機(jī)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析,提出解決這些問(wèn)題的方法,從而提高焊接牢固性的強(qiáng)度,提升焊接的質(zhì)量。
  超聲波焊接機(jī)是利用超聲波的振動(dòng)頻率來(lái)進(jìn)行物體的焊接,通過(guò)超聲波進(jìn)行物體焊接的設(shè)備有很多種,其中包括了氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、換能器和超聲波發(fā)生器、控制電路以及焊頭。超聲波焊接機(jī)的工作過(guò)程:首先,超聲波發(fā)生器將高壓電流轉(zhuǎn)化為高頻電能,其次被轉(zhuǎn)化的高頻電能通過(guò)換能器轉(zhuǎn)化為同等頻率的機(jī)械振動(dòng),然后機(jī)械振動(dòng)再通過(guò)變幅桿的作用得到放大并傳遞到焊頭,最后焊頭將收到的振動(dòng)能量傳遞到焊接物體間的接合面上。
  1超聲波焊接機(jī)的主要參數(shù)以及特點(diǎn)
  從每個(gè)超聲波焊接機(jī)的參數(shù)來(lái)說(shuō),大部分超聲波焊接的頻率都是在15KHz-40KHz左右,而超聲波焊接機(jī)主要的參數(shù)有焊接時(shí)所產(chǎn)生的壓力、振幅、焊接時(shí)所產(chǎn)生的時(shí)間、焊接功率以及超聲波頻率等。
  1超聲波焊接機(jī)的焊接功率以及超聲波頻率
  利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中,所產(chǎn)生的超聲波頻率并不會(huì)直接影響焊接物體的質(zhì)量,但是如果超聲波焊接時(shí)產(chǎn)生的頻率與超聲波焊接機(jī)變幅桿的所產(chǎn)生的基頻不協(xié)調(diào)的話,就會(huì)發(fā)出傷害人們耳朵的噪音,而其中所產(chǎn)生的較大的超聲波雜波不利于焊接工件的固定,甚至?xí)购附庸ぜw出從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。同時(shí),對(duì)于超聲波焊接頻率的選擇要考慮到整個(gè)系統(tǒng)的諧振頻率,避免出現(xiàn)共振的現(xiàn)象。
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  超聲波焊接機(jī)工藝參數(shù)的振幅是需要第一時(shí)間確定的,而超聲波焊接機(jī)所輸出的功率和焊接時(shí)所產(chǎn)生的振幅有著直接的關(guān)系。針對(duì)于焊接材料的不同也要選擇不同的振幅,其振幅的大小不僅與焊接材料的硬度有關(guān),還和材料的屈服強(qiáng)度有關(guān);對(duì)于焊接物體材料的不同,對(duì)選擇振幅的大小通常都是在15μm-60μm以內(nèi)。同時(shí)振幅的大小還和焊接設(shè)備的頻率、焊接形式等因素有關(guān)。
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  利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中,焊接時(shí)的壓力對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度有著直接的影響。只有焊接壓力足夠的時(shí)候,才能夠保證焊接工件熔融區(qū)的結(jié)合,從而提高焊接的牢固性。但是如果焊接壓力過(guò)大的話就會(huì)導(dǎo)致熔融層的工件材料嚴(yán)重?cái)D出,從而使熔融層的厚度減小導(dǎo)致焊接的不牢固。焊接時(shí)所用的時(shí)間會(huì)直接決定焊接接口出所產(chǎn)熱量的多少,如果焊接時(shí)所用的時(shí)間不夠的話就會(huì)出現(xiàn)焊接材料熔融不到位、熔合不緊密的情況,從而導(dǎo)致焊接的不牢固;但是如果焊接時(shí)所用的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的話就會(huì)出現(xiàn)材料熔融過(guò)剩、焊接線以外的材料熔化的情況,從而導(dǎo)致焊接工作的失敗。因此,焊接時(shí)所用時(shí)間的多少會(huì)直接影響焊接接頭的牢固性。
  4超聲波焊接焊線的選擇
  超聲波焊接焊線的形式應(yīng)該根據(jù)焊接材料特點(diǎn)的不同以及焊接接口的不同來(lái)進(jìn)行選擇。超聲波焊接焊線的結(jié)構(gòu)形式有很多種,其中包括臺(tái)階式焊線、圍邊式焊線和三角形焊線等。依據(jù)所需焊線尺寸的不同來(lái)確定所需焊線的結(jié)構(gòu)形式,例如,焊線的尺寸過(guò)長(zhǎng)的話就會(huì)出現(xiàn)焊線不能夠全部的熔融、焊接接口不牢固的情況,從而導(dǎo)致焊接接口的強(qiáng)度低以及焊接接口不美觀;同樣如果焊線的尺寸過(guò)短的話就會(huì)導(dǎo)致焊接接口處的熔融材料不夠,降低焊接的牢固性。因此,超聲波焊接焊線的結(jié)構(gòu)形式以及尺寸大小都會(huì)影響超聲波焊接的質(zhì)量。
  使用超聲波焊接機(jī)初期階段的過(guò)程中,其中對(duì)選擇超聲波焊接工藝參數(shù)的不合適,就出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題并提出解決的方法,具體有以下幾個(gè)方面:
  1焊接的熔融材料擠出量
  利用超聲波進(jìn)行物體焊接的過(guò)程中,在焊接接口通過(guò)振動(dòng)能量所產(chǎn)生熱能的影響下,首先超聲波焊接焊線進(jìn)行熔融,其次焊接線在超聲波焊接壓力的作用下在焊接面的空隙中鋪展開(kāi),然后在焊接面之間就會(huì)形成一種熔融塑料的層次,最后等熔融塑料*冷卻凝固之后,使兩個(gè)物體工件的焊接面結(jié)合在一起。在wan美的焊接工作中,超聲波焊接焊線的全部融化正好鋪展在整個(gè)焊接面的空隙之中,這樣得到的焊接牢固性有保證,同時(shí)焊接接口具有美觀性。但是當(dāng)焊接振幅過(guò)大以及焊接所用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況下,通過(guò)振動(dòng)能量所產(chǎn)生的熱量就會(huì)超過(guò)熔融焊接線時(shí)所需的熱量,從而導(dǎo)致超聲波焊接焊線以外的工件材料融化,如果再加上焊接壓力較大的話就會(huì)使熔融層的工件材料嚴(yán)重?cái)D出,從而導(dǎo)致焊接的不牢固。
 ?。埠附拥念A(yù)壓力
  在焊接的過(guò)程中,在兩個(gè)焊接工件的焊接面上要有一個(gè)預(yù)壓力從而能夠提高焊接的牢固性。焊接壓力是通過(guò)振動(dòng)能量而產(chǎn)生兩個(gè)物體之間的摩擦,但是焊接所產(chǎn)生的壓力大小對(duì)所產(chǎn)生的摩擦力大小有直接的影響,從而會(huì)對(duì)產(chǎn)生熱量的速度有一定的影響。兩個(gè)工件之間的焊接是通過(guò)焊接所產(chǎn)生的壓力來(lái)進(jìn)行對(duì)焊接線的熔融,使其在焊接面的空隙中鋪展開(kāi),并且要保持這個(gè)焊接所產(chǎn)生的壓力在熔融材料冷卻凝固之前,才能夠形成美觀的焊接接口。
  3焊接的質(zhì)量
  焊接的牢固性的強(qiáng)度是判斷焊接質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。焊接線材料熔融量的過(guò)多與過(guò)少、鋪展在焊接面熔融材料的過(guò)多與過(guò)少以及在熔融材料冷卻凝固之前焊接預(yù)壓力的過(guò)大過(guò)小都會(huì)影響焊接的牢固性,從而降低了焊接的質(zhì)量。要提高焊接牢固性的強(qiáng)度,就需要合理的把握焊接線材料的熔融量多少、鋪展在焊接面的熔融材料多少以及在熔融材料冷卻凝固之前焊接預(yù)壓力的大小,從而保證焊接的質(zhì)量,使焊接接口更加的美觀。

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