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本帖最后由 xiaobing86203 于 2017-8-1 20:36 編輯 / Q' w& S5 q% ~! B% @8 |) V
, f6 u5 b u# s: o0 r( x最近有電池包項(xiàng)目中的模組匯流排使用到超聲波焊接工藝，最初拿到樣本時(shí)一直都沒(méi)搞清楚時(shí)什么工藝焊接的,，甚至以為時(shí)激光焊接,，走了不少?gòu)澛罚卮税殉暡ê附幽贸鰜?lái)講一講,。,。。
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一,、超聲波焊接原理. N9 S! K" B: }# m# }' l
( U* p3 J1 T; C# I" E4 J6 |+ K1 R超聲波焊接是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面,，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,。9 M6 `6 O, C) |. D2 Q
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8 q% b, d- ~: A1 L0 o一套超聲波焊接系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯(lián)組/模具和機(jī)架,。; T! s" W4 ?+ [- ~' c6 u, v
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; ]( Y& \4 z/ H+ e; `超聲波焊接是通過(guò)超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20,、30或40 KHz 電能,。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過(guò)換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運(yùn)動(dòng),，隨后機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過(guò)一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待焊接工件的接合部,，在該區(qū)域,，振動(dòng)能量被通過(guò)摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將需要焊接的部件區(qū)域熔化,。超聲波不僅可以被用來(lái)焊接金屬,、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等,。本片文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種,。
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1）超聲波金屬焊接原理
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超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過(guò)16KHz ）的機(jī)械振動(dòng)能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進(jìn)行超聲波焊接時(shí),，既不向工件輸送電流,，也不向工件施以高溫?zé)嵩矗皇窃陟o壓力之下,，將框框振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功,、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實(shí)現(xiàn)的一種固態(tài)焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時(shí)所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機(jī)能對(duì)銅、銀,、鋁,、鎳等有色金屬的細(xì)絲或薄片材料進(jìn)行單點(diǎn)焊接、多點(diǎn)焊接和短條狀焊接．可廣泛應(yīng)用于可控硅引線(xiàn),、熔斷器片,、電器引線(xiàn)、鋰電池極片,、極耳的焊接,。8 J& N4 L* Z8 ]8 ~
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2）超聲波塑料焊接原理- k5 K0 I) ]2 y p
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超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng),，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng),，通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫,。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),，聚集在焊區(qū),，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后,，使其融合成一體,。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘,，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的,，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度,。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素,，焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的,，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值,，能量超過(guò)適宜值時(shí),，塑料的熔解量就大，焊接物易變形,；若能量小,，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大,。這個(gè)最佳壓力是焊接部分的邊長(zhǎng)與邊緣每1mm的最佳壓力之積,。
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5 o6 r2 h: a* c" G- B二、超音波的熔焊應(yīng)用方法
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3 u3 }' | L8 ?- D, w& n! F' Y1）熔接法：1# ]1 k& S4 F: r
以超音波超高頻率振動(dòng)的焊頭在適度壓力下,，使二塊塑膠的接合面產(chǎn)生摩擦熱而瞬間熔融接合,，焊接強(qiáng)度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計(jì),，可達(dá)到水密及氣密,，并免除采用輔助品所帶來(lái)的不便，實(shí)現(xiàn)高效清潔的熔接,。5 E% ]% y2 A6 `( d
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2）埋植：
m) o9 K; I" n8 P! \( L借著焊頭之傳道及適當(dāng)之壓力,，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預(yù)留入塑膠孔內(nèi),，固定在一定深度,，完成后無(wú)論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強(qiáng)度,，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點(diǎn),。
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3）鉚焊：( R! L/ b$ ]9 s; k1 H
鉚焊法指的是振動(dòng)的焊頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚釘狀，從而使兩物體機(jī)械鉚合
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1 E# ~* ~ H( m. E: w" @' l8 G: _4）點(diǎn)焊$ Y1 U, r8 M0 V9 t3 B
點(diǎn)焊指的是對(duì)于焊線(xiàn)不易設(shè)計(jì)的物體進(jìn)行分點(diǎn)焊接,，,，同樣可達(dá)到熔接效果。
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5）成型
6 F" r7 {; b8 h2 c% F. B( d本方法與鉚焊法類(lèi)似,，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈,，焊頭發(fā)出超音波超高頻振動(dòng)后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀,、此方法多使用在電子類(lèi),、喇叭之固定成形,，及化妝品類(lèi)之鏡片固定等。
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三,、焊接優(yōu)點(diǎn)8 V- ]" A/ Y" E) \& e/ V
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1）超聲波金屬焊接優(yōu)點(diǎn)： x# t& s; _; h
a,、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性,。
" i9 k% U& j8 x# R( @b,、焊接后導(dǎo)電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零,。
$ g- J* b. s' I0 t; A4 x0 bc,、對(duì)焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接,。% o7 K$ e5 A& k/ |/ i. l5 }* J2 s
d,、焊接時(shí)間短，不需任何助焊劑,、氣體,、焊料。8 v1 }' x9 w* q7 q* G* F% N& F
e,、焊接無(wú)火花,，環(huán)保安全。
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2）超聲波塑料焊接優(yōu)點(diǎn)：; y# b/ B1 ^. S' D- W3 \; h( m
a,、焊接速度快,，焊接強(qiáng)度高、密封性好,；0 m& _$ ^# `* T E
b,、取代傳統(tǒng)的焊接/粘接工藝，成本低廉,，清潔無(wú)污染且不會(huì)損傷工件,；! c& d* F5 l! f- b: I
c、焊接過(guò)程穩(wěn)定,，所有焊接參數(shù)均可通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)控,，一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進(jìn)行排除和維護(hù)。& x3 E$ {! H, p3 z
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四,、適用產(chǎn)品
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+ E# a( f. @" x* W1）,、鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔與鎳片互熔。
9 m( l/ C5 ?0 U1 ^, l) l* A! g2）,、鋰電池,、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔,。! ]1 |; V& q3 r8 f/ `
3）,、電線(xiàn)互熔,，偏結(jié)成一條與多條互熔。
5 j- a$ H! A) ^( u6 ^) b- w, y4）,、電線(xiàn)與各種電子元件,、接點(diǎn),、連接器互熔,。3 \6 @3 `7 a' n- R) z& o/ e
5）、各種家電用品,、汽車(chē)用品的大型散熱座,、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔,。
. L4 u2 Y" w5 |6）,、電磁開(kāi)關(guān)、無(wú)熔絲開(kāi)關(guān)等大電流接點(diǎn),，異種金屬片的互熔,。/ v ]% C h% H0 [
7）、金屬管的封尾,、切斷可水,、氣密。
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五,、應(yīng)用前景
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針對(duì)所有的應(yīng)用市場(chǎng),，超音波焊接其特有的優(yōu)點(diǎn)--快捷、高效,、清潔和牢固,，贏得了各行各業(yè)的認(rèn)可。. S, }% u+ ~; L% B4 b
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1）汽車(chē)：（交通業(yè)）超音波可通過(guò)計(jì)算機(jī)程序控制來(lái)實(shí)施對(duì)大件和不規(guī)則工件的焊接如：保險(xiǎn)杠,、前后門(mén),、燈具、剎車(chē)燈等,。隨著高等級(jí)道路的發(fā)展,，反光片也越來(lái)越多的采用超音波焊接。特別是這兩年興起的新能源汽車(chē)行業(yè)也開(kāi)始廣泛應(yīng)用,，如電池領(lǐng)域等,。
6 c" }3 g: t i8 u* l2）家電：通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可用于：手提日光燈罩，蒸氣熨門(mén),、電視機(jī)外殼,、收錄、音機(jī)透明面板,、電源整流器,、電視機(jī)殼螺絲固定座,、減蚊燈殼、洗衣機(jī)脫水槽等需要密封,、牢固和美觀的家電產(chǎn)品,。
3 [- \# z( p4 d: l3）包裝：軟管的封口，特殊打包帶的連接,。4 O$ o: w" A: k& G8 D8 n) A3 U1 u
4）玩具業(yè)：由于采用了超音波技術(shù)使產(chǎn)品清潔,、高效、牢固,，免除使用螺絲,、粘合劑、膠水或其他輔助品,，降低了生產(chǎn)成本,，使企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)。3 ~6 D5 c2 [- s) I& ^, v0 i! E; B
5）電子：運(yùn)用自動(dòng)化方案設(shè)計(jì)使用戶(hù)達(dá)到規(guī)�,；a(chǎn),，同時(shí)確保產(chǎn)品之品質(zhì)需求。
. Y; L! ?9 I# J; s6 Y; a- G z6）其他商業(yè)用途：從通訊器材,，電腦行業(yè),、打印設(shè)備到音像制品等，均可采用明和超音波設(shè)備,，他給您帶來(lái)了簡(jiǎn)捷,、清潔、高效的生產(chǎn)方式,，為您帶來(lái)更多的機(jī)會(huì),。
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: a' e. J1 n W六、電池行業(yè)樣件照片 5 R; a( s) J9 K8 n
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發(fā)表于 2017-8-1 20:33:37
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