振动焊接尤其适合热可塑性材料,包括无定形树脂如ABS/PC、PVC、PMMA及PES;半结晶树脂如HDPE、PA、PP、TPO。Panuni的焊接机可接合汽车部件,例如进气歧管、仪表板、尾灯及保险杠等;航空用途如HVAC管、内饰灯及储存箱;家电则有洗碗机的泵及喷水臂、洗涤剂的喷洒器及吸尘机外壳。
振动摩擦焊接机在汽车上的应用主要的体现在发动机进气系统、内外饰件及车灯。进气岐管目前基本上都是采用的都是PA加玻纤增强的材料,而就目前的工艺来讲只有振动摩擦能够达到焊接要求,不管是从气密,爆破压力强度上来讲都是其它连接方式所不能实现的。就车灯来讲,以前大多用热板焊,而近年来许多厂家开始转用振动摩擦焊接方式,主要是由于振动摩擦焊接溢料少(外观对车灯来讲尤为重要),焊接周期短,大大提高了生产效率,强度也能达到要求。
振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10—20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机,简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定。
超声波的两个主要参数: 频率:F≥20KHz; 功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm2; 在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。
任何的超声波焊接机都有一个中心频率,例如 20KHz、40 KHz 等,焊接机的工作频率主要由超声波换能器(Transducer)、超声波变幅杆(Booster)、和焊头(Horn)的机械共振频率所决定。
超声波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。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围。
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。20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在 19.90—20.10 KHZ,误差小5‰。