过去二十年里已经看到了超声波焊接机实质性的改进。台式机型采用比例阀控制，线性编码器，线路电压调节，内部流程控制功能，以及更多。这些进步让原始设备制造商搜集更好的产量和效率与更坚固，更易于使用，并配备高度集成的校准和过程控制焊工。

这是非常有用的了解超声波焊接机的部件的功能和系统如何工作的。这有助于简化确定每个应用的最佳焊接方法的过程。

机门基础

在超声波焊接机的心脏是换能器组件-通常被称为“堆”。堆栈通常由三部分组成：转换器，增压器，以及焊接号角。这些部分在一个特定的扭矩值一起连接并用作谐振或振动工具。


该转换器是振动源。该转换器内部是夹着周围金属板压电陶瓷盘。他们在高力钳位到一个精心设计的钛缸。发电机的高频电能供应给系统电源模块。电缆馈送的电源转换器和压电陶瓷响应于正弦，高频电信号扩张和收缩。钛汽缸此机械振动传送到堆叠的其余部分。


由转换器产生的振动大致9毫米测量零到峰值。这是不够的有用振动以获得对于大多数热塑性树脂的熔融温度。增强器放大输入的振动，根据由升压设计所限定的比例放大的振动。例如，以1：2.0的助推器，一个9


m个输入将给予18的可测量振动输出


m，在转发器段的端部。


焊接喇叭所产生的能量传递到热塑性工件。喇叭设计工件轮廓相匹配。它衰减从升压递送至特定值的振动和施加的力所必需的过程工作。焊接喇叭和助推器被设计成在该发生器信号振荡的转换器的频率有振动的轴向模式。


所得的机械振动发起熔化在两种热塑性组分的接口。用来描述在超声波堆叠的振动量的术语是“振幅”。每个热塑将具有将有效地发起熔体特定振幅范围。正确的转换器，调压器，设计合理的焊接喇叭都是关键交付幅度特定的应用需求。幅度超出范围，可能会导致较差的债券或销毁所有材料一起。


试验和错误是确定的热塑性的最有效的振幅的一种方式。但是，超声波焊接机的大多数供应商都提供了广泛的热塑性塑料的振幅数据。例如，聚碳酸酯，需要一个18到22-






米（0到峰值）幅度。然而，其他的因素影响所需要的振幅。这些可以包括塑料部件中的塑料树脂的大小，从焊缝喇叭的两个塑料部件之间的界面的端部的偏移量，和添加剂。


高级技术
超声波焊接机有许多设置，调整的幅度，力和曝光。这三个因素相互作用并影响该塑料熔化或焊接过程的成功或失败。发生塑料熔体当在部分对部分界面材料熔化和组件的必要的强度和密封要求的部分债券。


振幅是膨胀的量的在焊接喇叭的从静态位置，以微米测量的结束的表达式。它可以被设置为一个百分比值，作为一个过程参数，或作为锅的相对位置。它在外部测量为微米（0到峰值或峰 - 峰），或者作为一英寸的十进制值。对于大多数热塑性树脂的经验数据表明一系列振幅应该是存在于焊接喇叭的，以实现一个“正常”的焊接过程的结束。对于20 kHz的超声波焊接机工艺中，例如，聚苯乙烯（PS），需要15至


小于20 m（0到峰值），和高密度聚乙烯（HDPE）需要45至50


米（0到峰值）。


力是实际的作用力按压部件，以牛顿计量，或力（磅）磅。的力为一“正常”的焊接过程所需的量主要由部件的尺寸的影响。一般来说，大约1磅给人冲着部分对部分界面能1线性毫米。例如，一个1.5英寸 - 直径装配需要约120磅力的焊接力。根据不同的设备上，用于测量力的单位可以是表压，酒吧，磅，或牛顿（N）。最后，曝光可以是一个时间值，距离值在标准或公制单位，或功率瓦，焦耳或瓦/秒。


曝光是振动和力的应用，以秒为单位的持续时间。


进展超声波焊接机科技地址每个变量。


线电压调节前进在发电机和功率模块确保施加到转换器的高频信号产生在于严格控制的规格内的输出振幅。这是为了在焊接过程的关键。振幅是主参数，使焊接过程高效。增压泵和焊接喇叭部件仅仅是堆栈中的压缩波形的反应性链段。因此，从转换器的输入幅度必须正确在焊接喇叭的端部，以获得目标振幅。


该系统的振幅需要校准以保持焊接质量和一致性。使用者应注意，每个转换器是一个严格规范的国内制造。任何转换器的输出幅度将规定范围内，无论其附加到发电机。这让一台机器上建立一个验证的过程，也许在一个R＆D实验室。然后，该过程可以转移到另一台机器 - 在另一种制造设施，例如 - 具有高度的性能的信心。


比例阀组件控制一个超声波焊接机的充气系统。它们从而动态地控制的力在整个塑料焊接工艺。振幅和力量是互动的。振幅描述施加到工件的压缩波形。力描述了振动传送到该工件的方法。比例阀的控制电压被校准。这种校准可以让一个数值为触发力，焊接力或持有力焊接参数代表一个实际的作用力。


另外，在比例阀系统中的压力传感器提供的驱动缸中的压力的闭环控制。这消除了在进入空气的压力变化。系统校准能够验证的工艺参数进行多台机器上实现的。事实上，有可能是与超声波塑料焊接机该功能校准的幅度和力量进行工艺验证协议的高度信任。


曝光是通过焊接法设置，并且是关断电源模块的因素。四个标准焊接方法是：时间，精力，相对距离和绝对距离。当然，超声波焊接机设备各厂商可以利用这些方法略有不同的条款; 例如，可以使用相对于距离的术语“崩溃”。


塑料组件专门用于超声波焊接机在两个或更多的组件，帮助发起在焊缝区塑料熔体之间的界面结合几何形状设计的。这些几何形状是基于标准的联合的设计标准。它们代表的塑料体积被熔化。作为内接头塑料熔化和流动焊工可以监视焊接距离或塌陷。这个距离强相关于焊接接头的强度。


一些组件需要对成品部件的总长度（OAL）紧公差。当他们看到OAL价值基础上的绝对距离暴露方案将停止焊接过程。偶尔，在全自动流水线生产速率或焊接站定时比优化焊接接头的强度更重要。在这种情况下时间是首选的方法焊接。


许多系统也提供能量作为焊接方法。它们使用由功率模块计算出的特定能量值。注意，此能量值是功率的用于维持转换器的幅值输出量。发起并联合设计领域保持塑料熔体的动态影响多少功率转换器的需求。但其他过程变量也可影响功率和能量值。有时一个能量值关联到一个良好的焊缝。但是，通常的做法是从焊接试验的焊接设备的供应商进行基础约为焊接方法对数据的决定。


超声波焊接机是可行的


检查表可以帮助决定塑料焊接是一个不错的选择。如有疑问，请联系咨询焊接设备的供应商。


1. 检查材料规范（S）：是对材料的热塑性树脂？如果两个不同的树脂被用于组装，他们是兼容？


2. 查一查基于类似的应用程序所需要的幅度。


3. 估计焊缝喇叭的形状或设计：根据现有的焊接角。是否有可靠的焊接喇叭设计，与您的工件工作？


4. 最大振幅：请问塑料焊接系统提供了一个幅度参数？可以将需要的幅度达到？


5. 检查适当的联合设计。如果需要“气密”印章考虑。同时评估接头强度的要求，外观标准，零件的几何形状，机械加工或成型能力，和焊接参数的限制。


6. 制作样品：焊补用原型部件和现有的工具在产品开发周期的早期获得的最终进程的信心试验。使用设计的，实验验证过程中，验证过程，它释放到生产中。

即有时被忽视的一个领域是装配工艺的水平如何与生产和质量要求相匹配。高下游的责任和需要联邦监管的验证过程的产品，例如，有特殊的需求。他们需要超声波焊接机与校准幅度和力的功能。许多资源可以帮助了解超声波焊接机技术。技术研讨会或超声波焊接机设备供应商提出了研讨会是好的起点。主题可以专注于过程的工作原理，设备，适当的用料和接头设计，以及控制过程和焊接过程的数据报机的功能。

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