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  • 超聲波焊接有何優缺點?超聲波是如何將塑料和金屬熔接的---平和超聲波點熔機

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    超聲波焊接有何優缺點?超聲波是如何將塑料和金屬熔接的---平和超聲波點熔機

    你知道高頻聲音可以用來粘合材料嗎?超聲波焊接技術被用于許多行業的產品組裝,從醫療設備到運動鞋再到汽車。焊接方法很多,超聲波焊接是最現代化的焊接方法之一。今天,賢集網小編給大家介紹一下超聲波焊接的原理、優缺點及應用。---平和超聲波點熔機

    什么是超聲波焊接?

    通常,你可以用釘子、螺絲或螺紋等緊固件來連接不同材料,這適用于金屬、木材、織物和塑料。許多塑料都使用膠水,膠水在膠水本身和粘合的塑料材料表面之間形成化學鍵。金屬可以通過加熱其他金屬作為粘結劑而粘合在一起,例如電氣連接中的鉛焊料?;蛘?,金屬可以直接熔在一起,一旦熔化的金屬表面冷卻,這些金屬就結合在一起了。焊接通常需要明火或焊槍來達到熔化金屬表面所必需的高溫。因此,對于一些制造業來說,焊接是一個昂貴的過程。


    20世紀40年代引進了一種新的、更經濟的焊接方法——超聲波焊接。超聲波焊接技術利用高頻聲波的振動將不同的材料連接在一起。通過對接觸點施加超聲波振動,高頻振動會導致材料熔化。超聲焊接中使用的典型頻率范圍在15至40 kHz之間。---平和超聲波點熔機


    除了比傳統焊接所需的能量更少,超聲波焊接最大的優點之一,是可用于金屬以外的材料,例如熱塑性塑料。20世紀50年代到90年代,隨著設備中的電子設備變得更加精密,計算機可以控制整個過程,超聲波金屬焊接技術得到了發展。此后,這項技術被應用到塑料制品上,并在塑料工業領域變的流行。

    此外,超聲波焊接設備可以將振動集中在非常局部的位置,因此焊接非常精確。

    超聲波焊接機組成

    超聲波焊接機的創建是為了有效地將電轉換為機械振動。機器配有微處理器,以讀取溫度并相應地調節加熱。超聲波焊接設備有四個主要部分。---平和超聲波點熔機

    電源:高頻超聲波焊接機需要高壓電源。

    換能器:換能器吸收高壓電流并將其轉換為高頻振動。

    助推器:它像放大器一樣工作,它吸收高頻,然后使其變得更強大。

    喇叭或超聲波發生器:是焊接材料和機器之間的媒介。它將超聲波振動集中到一個局部點。

    電源將低頻電(50-60 Hz)轉換為高頻電(20-40 kHz; 1 kHz = 1000 Hz)。接下來,換能器或轉換器將高頻電轉換為高頻聲音(超聲波)。助推器使超聲波振動更大。最后,喇叭或超聲波發生器會聚焦超聲振動,并將其傳遞給要焊接的材料。除這些零件外,還有一個砧座,將焊接材料堆疊并固定在其上。還有一些方法可以在焊接過程中施加力(通常是由氣動活塞提供的氣壓)來將材料固定在一起。

    超聲波焊接如何熔化材料?

    超聲波用于焊接,以提供較小但快速的振動。當超聲波發生器連接到材料上時,超聲振動將導致材料來回振動大約半毫米左右。---平和超聲波點熔機

    這樣微小的運動足以使材料熔化,因為振動的速率相當高。這些振動導致材料相互摩擦,摩擦則會產生熱量。

    你可以通過快速搓動雙手來重現類似的環境。您會感覺到手掌之間產生的熱量。

    而且,如果繼續快速摩擦,它會變得非常不舒服。想象一下,當材料以人眼難以察覺的速度相互摩擦時,內部產生的熱量!

    摩擦將溫度提高到材料之間的接觸點熔化的程度,為分子結合鋪平了道路。這就是超聲波焊接塑料的方法。---平和超聲波點熔機

    但是,在焊接金屬時會略有不同。超聲波焊接用于將金屬加熱到其熔點溫度的三分之一。

    此時,兩種金屬之間的分子會相互移動,形成強大的分子鍵。金屬沒有熔化。

    為什么要使用超聲波焊接方法?

    超聲波焊接的優點

    與傳統焊接技術相比,超聲波焊接具有許多優勢。由于這些優點的結合,許多行業使用超聲波焊接。---平和超聲波點熔機

    不需要外熱源:超聲波焊接的主要優點是不需要外熱源。熱是材料之間自己產生的。

    快速:由于振動頻率非常高,超聲波焊接是行業中最快的焊接方法之一。

    自動化的可能性:超聲波焊接在很多方面都不復雜,很容易實現自動化。這種超聲波機器帶有傳感器,可以持續監測溫度。---平和超聲波點熔機

    清潔和堅固的接頭:焊接時接觸面熔化/熔斷,產生非常清潔和堅固的接頭。

    使用超聲波焊機時要記住的事情

    超聲波焊接對塑料的密封和焊接非常有效。然而,你不能焊接所有類型的塑料。

    和金屬一樣,塑料也有不同的類型。而且非常重要的是要確保焊接的塑料具有化學相容性。

    如果你嘗試焊接聚乙烯和聚丙烯,它可能融化在一起,但不會有化學鍵?;瘜W鍵是重要的創造強大的焊接接頭。---平和超聲波點熔機

    在通過超聲波焊接任何材料時要記住的另一個因素是保持一個均勻的接觸區域。焊接金屬時,超聲波振動平行于平面傳播。

    超聲波焊接的缺點

    和所有的連接過程一樣,超聲波焊接也有一些缺點。

    僅限搭接接頭:超聲波焊接只能用于搭接接頭。它不能用于其他類型的關節,因為它將需要一個特別設計的角和夾具。---平和超聲波點熔機

    限制焊接區域:我們已經討論了超聲波焊接如何產生高度局部化的焊接。因此,你不能期望焊接提供面積大于250x250mm2的接頭。

    不能焊接厚的和硬的金屬:厚的和硬的金屬不像薄的和軟的金屬振動那么多。這就防止了它們發生機械振動。

    超聲波焊接的應用

    超聲波焊接被用于許多領域。使用它的最好例子之一是運動鞋。超聲波焊接比縫合或膠粘能產生更好的光潔度。---平和超聲波點熔機

    這款New Balance運動鞋上部的材料是通過超聲波焊接而不是傳統的縫紉方法組裝的。

    在醫療行業,汽車行業和家用電器行業中,熱塑性塑料的超聲波焊接非常普遍。由于不需要額外的材料來固定粘結,因此超聲波焊接不會增加成品的總重量。

    超聲波焊接是1940年代的一項技術,但它仍然是在不同材料之間建立干凈牢固的結合力的首選焊接方法。超聲焊接的發展仍在不斷發展,以擴大其使用規模。---平和超聲波點熔機
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