超声波焊接机在使用过程中产生热量的原因都有哪些?
超声波焊接机根据自动化水平可分为自动焊接机、半自动超声波焊接机和手动焊接机。对于现代企业来说,自动化水平越高,越有利于企业流水线的生产,因此自动焊接机的使用是企业未来的趋势。那超声波焊接机在使用过程中产生热量的原因都有哪些呢?
一、振幅、频率和波长
在超声焊接中,纵波以高频形式传递,产生低振幅的机械振动。焊机的电能转化为往复运动的机械能。为了理解振幅、频率和波长的关系,以及它们与热量的关系,需要了解超声波焊接机的主要部件。
超声波焊接机的主要部件有电源发生器、换能器、调幅器和焊头。电源发生器将电压为120V/240V的50-60Hz在20-40Khz,电压为1300V的电源。这些能量提供给换能器。换能器利用圆盘压电陶瓷将电能转化为机械振动,即当高频电流通过压电陶瓷时,电陶瓷的产性应变位移。转换器将振动传递给调幅器。调幅器放大超声波的振幅,继续传递给焊头。焊头继续放大超声波振幅,与零件接触。然后能量传递到两个组装零件的焊接筋位置。由于焊筋是尖点设计,所以能量集中在尖点位置,同时在压力作用下摩擦生热。这种热量是由两种摩擦引起的,一种是上下部分材料之间的表面摩擦,另一种是材料内部分子之间的摩擦。正是由于摩擦产生的热量,上下部件在焊接位置熔化并连接在一起。
二、加热速率
对同一材料而言,决定加热速率的三个因素:频率、振幅和焊接压力。对于现有设备,如15khz、20khz、30khz或40khz,频率是固定的。因此,焊接压力通常可以改变加热速度。通常励越大,加热速度越快。此外,您还可以改变振幅,与压力相同。振幅越大,加热速度越快。
当然,过大的压力和振幅也会对焊接质产生不利影响,如材料降解、泄漏、裂纹和溢出。因此,超声波焊接需要一个工艺参数优化过程。参数确定后,焊接过程可以实现稳定的输出,速度快,焊接强度高。这也是超声波焊接机广泛应用于大规模生产的原因。
三、时间、距离、功率和能量
焊接所需的热量取决于材料类型、焊缝设计和设备规格。传统的控制热量的方法是通过时间模式焊接,即焊接-固定时间,如0.2-1s(一般小于1s)。但是,今天的超声波焊接机,往往还能设置妾来监测焊接距离、功率和能量。经过适当培训的操作人员也可以根据实际情况和不同材料调整参数,以获得一致的焊接结果。这也大大提高了焊接的灵活性和可靠性。