熱塑性塑膠的焊接通常認爲熱塑性焊接是不可逆的.少數工藝如感應焊接可生産可逆組裝件.至於選擇哪種方法應在製件沒計初作出,因爲焊接方法對製件設計的要求可能是重要的,且不同焊接方法同差別顯蓍.1.超聲焊接2.振動焊接3.旋轉焊接4.熱板焊接5.感應焊接6.接觸(電阻)焊7.熱氣焊接8.擠出焊接熱氣焊接技術通常用來焊接塑膠管,片或半成品製品而不是注塑成型製件.但許多熱塑性模塑製件,特別是熱塑性汽車盤是用熱氣焊接技術修復的,另外熱氣焊接有時用來製備塑膠樣模製件.超聲焊接 Ultrasonic Welding焊接距离近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内,远距离焊接则大于6mm,超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。
衰减在低硬底塑料里也较厉害,因此,设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。
远距离焊接,对硬胶(如PS,ABS,AS,PMMA)等比较适合,一些半晶体塑料(如POM,PETP,PBTB,PA)通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。
超音波焊接机的工作原理是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能(即频率超出人耳听觉阈值的高频机械振动能),该能量通过焊头传导到塑料工件上,以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。
振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。
一般焊接时间小于1秒钟,所得到的焊接强度可与本体相媲美。
超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊,也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。
根据产品的外观来设计模具的大小、形状。
焊接材料性能适合超声波的材料:ABS, Acrylic, PC,PS,SAN,PVC,丙烯酸等非结晶聚合物不合适超声波的材料:PP, PA等半结晶体各种热塑性塑料的超声波焊接性材料 焊缝强度百分数点焊铆接与埋植成型焊接距离近场焊 远场焊ABS 95-100+ 优 优 良 优 良未填充的聚苯乙烯PS 95-100+ 优 优 一般优 优结构泡沫(苯乙烯) 90-100 优 优 一般良 差橡胶改性聚苯乙烯 95-100 优 优 良 优 良-差 玻璃填充(达30%)聚苯乙烯 95-100+ 优 优 一般 优 优SAN 95-100+ 优 优 一般 优 优ABS-聚碳酸酯PC(Cycoloy800) 95-100+ 优 优 良 优 良ABS-PVC(Cycovin) 95-100+ 优 优 良 良 一般乙缩醛 65-70 良 优 差 良 良丙烯酸 95-100+ 良 优 差 优 良丙烯酸类多元聚合物(XT聚合物) 95-100 优 优 良 优 良丙烯酸-PVC(Kydex) 95-100+ 优 优 良 良 一般 ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯共聚物)95-100+ 优 优 良 优 良甲基戊烯 90-100+ 优 优 良 良 一般改性聚苯醚(Noryl) 95-100+ 优 优 一般-差 良 优-良 尼龙PA 90-100+ 优 优 一般-差 良 一般热塑性聚酯PET PBT 90-100+ 良 良 一般 良 一般聚酰亚胺 80-90 一般 良 差 良 一般聚苯醚PPO 95-100+ 优 良 一般-差 良 良-一般 聚砜PSF 95-100+ 优 优 一般 良 良-一般 丁酸酯 90-100 良 良-一般 良 差 差纤维素塑料 90-100 良 良-一般 良 差 差聚乙烯PE 90-100 优 优 良 良-差 一般-差 聚丙烯 90-100 优 优 良 良-差 一般-差 结构泡沫(聚烯烃) 85-100 优 优 一般 良 一般-差 乙烯树脂 40-100 良 良-一般 良 一般-差 一般-差异种材料的焊接:在焊接异种材料时,两材料之间的熔点差不应超过22℃,分子结构应相似。
各种塑料的超声波焊接相容性超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。
1、气动传动系统包括有:过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。
工作时首先由空压机驱动冲程气缸,以带动超声换能器振动系统上下移动,动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。
2、控制系统控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。
主要功能是:一是控制气压传动系统工作,使其焊接时在定时控制下打开气路阀门,气缸加压使焊头下降,以一定压力压住被焊物件,当焊接完后保压一段时间,然后控制系统将气路阀门换向,使焊头回升复位;二是控制超声波发生器工作时间,本系统使整个焊接过程实现自动化,操作时只启动按钮产生一个触发脉冲,便能自动地完在本次焊接全过程。
整个控制系统的顺序是:电源启动一触发控制信号气压传动系统,气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作,发射超声并保持一定焊接时间 去除超声发射 继续保持一定压力时间退压,焊头回升 焊接结束。
3、超声波发生器(1)功率较大的超声波塑料焊接机,发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路,使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。
(2)功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器,也具有一定的频率跟踪能力。
4、超声波焊接机使用的声学系统,主要是有换能器和工具头构成的。
一、打开电源无显示原因:保险丝熔断解决方法:1、 检查功率管是否短路2、 更换保险丝二、超声波测试无电流显示 原因:1、 功率管烧毁2、 高压电容烧毁3、继电器控制线路部分有故障 解决方法:更换相关烧毁零件三、起声波测试电流偏大、过载 原因:1、 焊头没锁紧或有裂纹2、若不带焊头,电流大,此换能器或二级杆老化或有裂纹 二、3、功率管特性有变异或烧毁4、 功率放大电路部分有故障 解决方法:更换相关零件四、焊接时电流偏大、过载 原因:1、 气压偏高2、 焊头过大,冲击电流大3、 触发压力高,延迟时间长4、 二级杆变比偏高 解决方法: 1、 调低气压2、 使用较大功率机型3、 调低触发压力,减少延迟时间 三、4、 换用低倍数二级杆五、触发触发开关焊头不落 原因:1、 急停开关未复位2、 触发开关不能同时触发或其中一个接触不良3、 程序控制板有问题解决方法:1、 将急停开关复位2、 检测使两个触发开关能同时触发3、 检测程序板排除故障,一般为IC问题六、触发触发开关后,超声时间非常长或者保压时间非常长 原因:焊接时间或保压时间波段开关断路解决方法:调整波段开关触点,使之接触良好七、触发触发开关后,超声波不能触发 原因:1、 压力触发开关损坏2、 程序板有问题 解决方法:1、 更换压力触发开关或小弹簧2、 检测程序板排除故障,一般为IC问题 四、一、超声波金属焊接机的工作原理:当超声波发生器施加功率于换能器,换能器的振动通过变幅杆得到机械振幅放大,并传到工具头;强烈的超声振动力在垂直压力作用下加到被焊物上,使两金属间产生高频摩檫。
换言之,由于超声振动力和垂直压力的共同作用的结果,使该被焊区域内金属原子互相扩散,或在相互接近状态下进行固态接合,从而使两金属焊面发生了连接。
二、适用范围:超声波金属焊接是一种环保、节能、高效、高可靠性的焊接方法,可广泛的应用于铜、铝、镍等金属材料的线、带、片、网、箔等形状的不同工艺的焊接。
五、在超声波焊接机机器使用下,对于有故障的超声波塑焊机,不应急于动手,应先询问产生故障的前后经过及故障现象。
对于不是很熟悉的超声波塑焊机,还应先熟悉电路原理和结构特点,遵守相应规则。
拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系,在没有组装图的情况下,应一边拆卸,一边画草图,并记上标记。
先外部后内部 应先检查所维修的超声波设备有无明显的维修历史、超声焊接时的状况,超声波模具的温度,使用年限等,然后再对机内进行检查。
拆前应排队周边的故障因素,确定为机内故障后才能拆卸,否则,超声波点焊机盲目拆卸,可能将设备越修越坏。
先机械后电气 首先你要先排除超声波模具方面的问题后,再进行电气方面的检查。
检查电路故障时,应利用检测仪器寻找故障部位,确认无接触不良故障后,再有针对性地查看线路与机械的运作关系,以免误判。
先静态后动态 在塑料焊接机设备未通电时,判断电气设备按钮、接触器、继电器以及保险丝的好坏,从而判定故障的所在。
通电试验,听其声、触摸、测参数、判断故障,最后进行维修。
先清洁后维修超声波焊接机 对污染较重的电气设备,先对其按钮、接线点、接触点进行清洁,检查外部控制键是否失灵。
许多故障都是由脏污及导电尘块引起的,一经清洁故障往往会排除。
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超聲焊接在20-50kHz的頻率範圍內發生,其一般振幅範圍爲15-60um.在低達15kHz(較高振幅)的聲頻有時用於較大製件或較軟材料.焊接過程通常在0.5-1.5s內發生.焊接工藝孌量包括焊接時間,焊頭位置和焊接壓力.超聲焊接設備通常用來焊接中,小尺寸的熱塑性塑膠製件,而很大的製件可用多點焊接.超聲焊接方法可根據焊接時間或焊縫位置(塌陷距離)或焊接能量控制.也對焊接壓力和冷卻時間提供附加控制.超聲焊接設備一般不是在20kHz就是在40kHz頻率下運行.20kHz裝置更常用.接頭設計:第一類即最常用的接頭類型,在被連接表面的垂直方向上利用超聲振動.對接和Z形接合歸入這一類,適用於多數聚合物.第二類超聲焊接接頭包括與接頭表面平行的振動,形成剪切狀態.各種類型的剪切和嵌接歸入第二類.能量控制囂接點與無定形材料一起使用最佳,圖1所示較大的能量控制囂結可在一些不密閉的半結晶材料中應用.*剪切接頭 當焊接半結晶聚合物(或其他難以焊接的聚合物)和需要密封接頭號時,一般推薦使 用剪切接。
需要高強度,高質量接碚的環形和矩形製件都用剪切接頭。
剪切接頭號具有搭接製件壁部分,當斜坡接合具有30°-60°的角且應該在±1°內裝配。
爲附加的熔區材料厚度增加的0.10-0.25mm的公圖9 超聲焊接設備可生産鉚焊或各種結構1-φ≧1.6mm的鉚鉚;2-銷錐觸發熔融;3-φ≧14.0mm的鉚鉚*標標鉚焊 直徑在1.6-4.0mm這間的平頭鉚鉚。
剛性和柔性的不耐磨熱塑性塑膠推薦使用標標外形。
*半球形鉚焊 直徑小於1.6mm的鉚鉚建議用在半球形鉚焊上。
對耐磨塑膠是合適的。
*溢流式鉚焊 溢流式鉚焊用在要求表面爲平的或隆起的及鎖信製件的厚度被允許使用的應用中。
和附加振幅。
2半結晶聚合物一般更難用超聲能量焊接.增加由焊接體系發射的能量值(即增加振幅);縮短焊頭/製件接觸面與接頭介面間的距離;使用近場超聲焊接技術;使用振幅高達0.05-0.15mm的焊頭.這些高焊接振幅需要使用鈦焊頭.當需要高強度、密封組裝時,剪切接頭和斜坡接合對半結晶聚合物都適用。