產(chǎn)品描述:
1、超聲波在塑料加工中的應用原理:
塑料加工中所用的超聲波,現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙,在加壓的情況下,使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化,使接觸位塑料熔合,達到加工目的。
2、超聲波焊機的組成部分和原理
超聲波焊接機主要由如下幾個部分組成:發(fā)生器、氣動部分、程序控制部分,換能器部分。
發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻(例如20KHZ)的高壓電波。
氣動部分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。
程序控制部分控制整部機器的工作流程,做到一致的加工效果。
3、換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機械振動,經(jīng)過傳遞、放大、達到加工表面。
現(xiàn)在國內(nèi)應用較多的發(fā)生器一般有兩種:一種是以美國BRANSON公司為代表,所采用的橋式功放電路保護電路采用相位保護,工作頻率一般為20KHZ。其優(yōu)點是電轉(zhuǎn)換效率高,缺點是頻率調(diào)節(jié)電感調(diào)節(jié)范圍窄,頻率跟蹤性能較差。另一個缺點是功率不可能做得很大,最大也就是3KW左右;另一種是臺灣型機器,普遍采用B類功放、過流保護、橋式反饋。優(yōu)點是功率可以做得較大(如4.2KW),頻率跟蹤性能好,大功率情況下一般采用15KHZ的工作頻率。缺點是電轉(zhuǎn)化效率較低,15KHZ的工作頻率是人耳所能聽到的,反映出噪聲較大;另外還有瑞士、德國、日本的采用頻率自動跟蹤技術(shù)的機器。因其價格較高 ,國內(nèi)并不常見。
換能器部分由三部分組成:換能器(TRANSDUCER);增幅器(又稱二級桿、變幅桿,BOOSTER);焊頭(又稱焊模,HORN或SONTRODE)。
①換能器(TRANSDUCER):換能器的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號。將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號有兩種物理效應可以應用。A:磁致伸縮效應。B:壓電效應的反效應。磁致伸縮效應在早期的超聲波應用中較常使用,其優(yōu)點是可做的功率容量大;缺點是轉(zhuǎn)化效率低,制作難度大,難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬壓電陶瓷換能器的發(fā)明,使壓電效應反效應的應用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高,大批量生產(chǎn)等優(yōu)點,缺點是制作的功率容量偏小,F(xiàn)有的超聲波機器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個金屬的前后負載塊將壓電陶瓷夾在中間,通過螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。
②變幅桿(BOOSTER):變幅桿本身就是一條金屬柱,通過形狀的設(shè)計,可以將換能器傳遞過來的振幅進行放大,達到加工塑料件所需能量振幅,相當于加熱的溫度,如我們常用的ABS、AS塑料所需的加工振幅為20μm左右;尼龍、聚丙稀所需的加工振幅為50μm左右。
③焊頭(HORN):焊頭的作用是對于特定的塑料件制作,符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。
換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計為所工作的超聲頻率的半波長,所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過特別的設(shè)計;任何的改動均可能引致頻率、加工效果的改變,它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同,尺寸也會有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有:鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。
4、超聲波焊接機的參數(shù)及調(diào)節(jié)方法:
一般的超聲波焊接機上有如下的參數(shù)是可以調(diào)節(jié)的:
A:超聲波發(fā)生器上的調(diào)諧旋鈕:這是超聲波焊機最關(guān)鍵的一個調(diào)節(jié)旋鈕。其調(diào)節(jié)目的是使超聲波發(fā)生器所發(fā)出的高壓電信號頻率同換能器部分的機械諧振頻率一致。方法是輕觸測試開關(guān)、左右設(shè)防該旋鈕,使負載指示的電流為最小,即可完成調(diào)諧步驟。
B:振幅檔:此旋鈕有些機種上沒有這個旋鈕,其功能是通過調(diào)節(jié)發(fā)生器的輸出電壓,達到高速輸出振幅的目的。
C:氣動部分:包括調(diào)速器、氣壓調(diào)節(jié)旋鈕。調(diào)速器用于調(diào)節(jié)氣缸的上、下速度。氣壓調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)工作氣壓。
D:熔接時間(WELD TIME):用于調(diào)節(jié)超聲波發(fā)射的時間,一般的塑料件熔接時間為 0.6S以下,通常超過1.5S熔接時間均可視作失敗熔接(可視作振幅不夠,或設(shè)計不合理)。
E:保壓時間(HOLD TIME):保壓時間相當于加工塑料件之后的固化時間,通常如果塑料件的固定位設(shè)置得好,此時間可不用考慮,如果塑料件內(nèi)部有彈簧等部件,該時間應相應調(diào)長。
F:延遲時間:觸發(fā)調(diào)節(jié)有兩種方式,一種是延時觸發(fā)。這種調(diào)節(jié)一般指示為延遲時間(DELAY TIME)。其所指為從觸發(fā)機器開始到超聲波發(fā)射為止的時間。通過調(diào)節(jié),可實現(xiàn)先發(fā)射超聲波再熔接,或先壓緊塑料件再觸發(fā)超聲波。另一種是壓力觸發(fā)。這種觸發(fā)方式常見于美國BRANSON形式的超聲波焊接機中,其原理是調(diào)節(jié)壓緊塑料件的力度來觸發(fā)超聲波。對于較大的塑料件,為防止起振失敗,多采用先觸發(fā)超聲波再熔接,或以較小的觸發(fā)力度。
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