超声波焊头制作要点

作者: 超声波安烽 分类: 焊接知识 发布时间: 2016-06-23 12:32

超声波焊头制作要点,跟模具材料、焊头的波长、焊头频率等等因素有关,一起学习超声波焊接知识。

超声波焊头制作要点

超声波焊头根据模具材料分为三种:  

1、 铝镁合金模具,用于振动系统(变幅杆)及焊头的制造,该材料具有极高的机械屈服强度,硬度高, 热传导性强,是理想的超声波模具制造材料;但铝制本事不耐磨,适合一般焊接要求

2、 钛合金模具: 用于连续发振的机种,轫性较高,热传导佳,硬度高,成本比镁铝合金高,但是较镁铝合金模具耐用耐磨。

3、 进口硬质合金钢模具:进口合金料,硬度极高,用于连续焊接或是要求耐磨性超高焊接,热传导低,对超音波机械损耗高,因为耐磨,使用成本低,但制作工艺比较复杂

根据超声波焊头的波长分为二种:  

1、 波长(半波)模具

2、 全波模具

3、多倍波长模具

评判超声波焊头优劣的几个专业参数: 

1、 超声波焊头振幅参数

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,超声波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。贵公司如果选用的是不同公司品牌的焊接机,最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。

2、 超声波焊头频率参数

任何公司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换能器、变幅杆、和焊头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‰。

3、 超声波焊头节点

焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅最大,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力最大。节 点位置一般设计为固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损 失,对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑。

安烽