对不同的焊接对象需要有不同工具头,不管是近场焊接还是传输焊接,只有半波长的工具头才能使焊接端面达到最大的振幅。超聲波焊接機模具,有带振幅放大的和不带振幅放大的两种,塑料焊接机用声学系统工具头,所用材料通常为铝合金,其端面镀硬质合金,功率较大时也有用钛合金材料制成的,该材料疲劳强度比铝合金高一倍多。
超聲波焊接機模具:
一、鋁合金(7075、2024、6061-T651):
7075:一般使用于振動系統及HORN制造,硬度高、熱傳導性強、韌性佳。
2024:一般使用于HORN制造,韌性佳、熱傳導性強、硬度適中,用于一般熔接塑膠制品。
6061:一般使用于底模制造或較低出力之HORN,韌性佳、硬度比2024次之。
二、SCM8:一般用于埋植螺絲、金屬鑲入,韌性極佳、硬度高、熱傳導較2024次之。
三、钛合金:一般用于連續發振時機,韌性極高,熱傳導佳,硬度高,而成本昂貴。
超聲波焊接機底模治具材质:
一、鋁合金、鋁钛合金:通用于金屬或塑膠制品。
二、45C中碳鋼:適用于PVC盒、泡殼等齒形成形治具及其他較硬之金屬或非金屬,如塑鋼、PBT等。
三、SS41鐵材:適用一般性金屬制品或較硬之非金屬。
四、環氧樹脂:適用不規則形狀之塑膠制品。
五、PUT樹脂:適用著重外觀,出力小,熔接時間短之塑膠制品。
六、电 木:适用于一般平面熔接之塑胶制品,或超音波振盘之治具。
超聲波焊接機模具的振幅参数
振幅對于需要焊接的材料來說是一個關鍵參數,相當于鉻鐵的溫度,溫度達不到就會熔接不上,溫度過高就會使原材料燒焦或導致結構破壞而強度變差。因爲每一間公司選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經過適配不同變比的變幅杆及焊頭,能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求,通常換能器的輸出振幅爲10—20μm,而工作振幅一般爲30μm左右,變幅杆及焊頭的變比同變幅杆及焊頭的形狀,前後面積比等因素有關,形狀來說如指數型變幅、函數型變幅、階梯型變幅等,對變比影響很大,前後面積比與總變比成正比。貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機,最簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作,能保證振幅參數的穩定
超聲波焊接機模具频率参数
任何公司的超聲波焊接機都有一个中心频率,例如20KHz、40 KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(Horn)的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围,如一般设定为±0.5 KHz,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰
生产一套超聲波焊接機模具,要考虑以下各项因素:
1、 产品的要求: 决定模具的使用寿命,磨损率,因而决定采用何种金属。
2、 产品的形状: 采用何种熔接工艺,设定模具的大小,压力传达区,产品在熔合时可能产生的变形,需要多大功率和何种功能。是否可以一次熔接 完成工作。
3、 产品的塑料性质:决定模具的工作震幅,那一件工作应接受超声能量,导能线的形式,位置,大小。在不同的塑料组合时,应怎样设计接触位?