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如何确定超声波焊接所需最小振幅

Release time:2022-07-19

    超声波焊接是工业上最常见的塑料焊接工艺之一。这一过程最重要的三个参数:振幅、持续时刻(焊接时刻)和力(焊接压力)。焊接时刻和压力是在工艺开发后期简单调整的参数。而振幅往往开发前期已经确认,且后期改变困难,因而有必要提早规划好适合的振幅。

    尽管根据职业积累的经验,许多通用资料有推荐的规划振幅。可是因为新开发的专用资料正在敏捷添加,因而希望有一种试验办法来确认资料所需的最小振幅。在这里,咱们介绍了一种确认最小所需振幅的可行办法。

    焊头输出振幅的巨细取决于设备频率、换能器输出振幅、调幅器(变幅杆)的变比,以及焊头外形规划。一种典型的焊头规划办法是:在低于资料疲劳极限应力的条件下,焊头规划的变比越大越好(即输出振幅越大越好)。假如需求减小振幅,通过更换更小变比的调幅器,或者调整电压来减小振幅。

    然而,这种规划办法有一些缺陷:

    无法平均分配变比,即焊头变比与调幅器变比差异大。应注意:当焊头与调幅器有挨近的变比时,超声波三联组(换能器+调幅器+焊头)的功能就会进步。

    通过改变电压来下降焊头变比,同时会下降电箱输出的最大功率。例如,当振幅设置为50%时,本来输出功率2400W的电箱,实践输出为1200W。简单造成过载。

    运用大振幅,会导致无法承受的零件损伤。例如,小横截面积的方位开裂,外观烫伤,并可能对薄膜、过滤膜和电子元器件造成损伤。

    因为以上原因,前期界说好超声波焊接塑料所需的最小振幅非常重要。

    振幅核算

    传递到塑料件上的振幅巨细是换能器输出振幅,调幅器变比和焊头变比三者的乘积。

    换能器输出振幅、调幅器变比由超声波设备制造商提供,往往是固定的。但焊头变比是可以规划的。

    焊头变比有一个近似的核算公式:焊头变比=焊头节点上方的质量÷焊头节点下方的质量。因为资料密度和长度相同,该公式简化为:焊头变比=焊头节点上方的横截面积÷焊头节点下方的横截面积×0.8。其间0.8系数是考虑节点处圆角过渡的影响。

    通过这种办法,核算以下试验中焊头理论输出振幅为13.9um(峰值到峰值)。实测振幅为15um(峰值到峰值)。两者挨近。


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