PVC熱合機(jī)的設(shè)計(jì)與制作
你可能經(jīng)常會(huì)有這樣的想法:PVC熱合機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一定是非常的簡(jiǎn)單。千萬(wàn)不要被誤導(dǎo),當(dāng)使用一個(gè)加工不當(dāng)或是未經(jīng)過(guò)調(diào)諧的焊頭,將給你的生產(chǎn)帶來(lái)昂貴的損失——它會(huì)破壞焊接效果,甚至更嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器的損壞。因此PVC熱合機(jī)的設(shè)計(jì)絕不像它的外形那樣簡(jiǎn)單,相反需要很多的專業(yè)知識(shí)和技能——如何保證焊頭能夠最經(jīng)濟(jì)的工作?如何保證焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機(jī)械振動(dòng)能有效地傳遞到工件上,形成持續(xù)穩(wěn)定的焊接——在恒波超聲,我們的工程師將每一個(gè)環(huán)節(jié)都考慮得非常充分。
PVC熱合機(jī)是PVC熱合機(jī)技術(shù)中最具有技術(shù)深度的一個(gè)方面。即使已經(jīng)擁有幾年的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),我們還是堅(jiān)信只有通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和質(zhì)量控制才能生產(chǎn)出最好的焊頭。我們的工程師將焊頭的聲學(xué)特性和機(jī)械特性完美的結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)出最符合客戶需要的產(chǎn)品。
我們生產(chǎn)的每一套焊頭和模具,不管是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品還是根據(jù)客戶要求定制的,都是用最好的材料制成的同時(shí)經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試。焊頭的外形、強(qiáng)度以及音頻等各種參數(shù)經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),能符合最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),焊頭和模具達(dá)到最完美的匹配。
1、PVC熱合機(jī)的振幅參數(shù)
振幅對(duì)于需要焊接的材料來(lái)說(shuō)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),相當(dāng)于鉻鐵的溫度,溫度達(dá)不到就會(huì)熔接不上,溫度過(guò)高就會(huì)使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強(qiáng)度變差。因?yàn)槊恳婚g公司選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經(jīng)過(guò)適配不同變比的變幅桿及焊頭,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為10—20μm,而工作振幅一般為30μm呂右,變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀,前后面積比等因素有關(guān),形狀來(lái)說(shuō)如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等,對(duì)變比影響很大,前后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(jī),最簡(jiǎn)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(shù)的穩(wěn)定
2、PVC熱合機(jī)頻率參數(shù)
任何公司的PVC熱合機(jī)焊接機(jī)都有一個(gè)中心頻率,例如20KHz、40 KHz等,焊接機(jī)的工作頻率主要由換能器(Transducer)、變幅桿(Booster)、和焊頭(Horn)的機(jī)械共振頻率所決定,發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整,以達(dá)到一致,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每一個(gè)部份都設(shè)計(jì)成一個(gè)半波長(zhǎng)的諧振體。發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個(gè)諧振工作范圍,如一般設(shè)定為±0.5 KHz,在此范圍內(nèi)焊接機(jī)基本都能正常工作.我們制作每一個(gè)焊頭時(shí),都會(huì)對(duì)諧振頻率作調(diào)整,要求做到諧振頻率與設(shè)計(jì)頻率誤差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊頭,我們焊頭的頻率會(huì)控制在19.90—20.10 KHz,誤差為5‰
3、PVC熱合機(jī)振動(dòng)節(jié)點(diǎn)
焊頭、變幅桿均被設(shè)計(jì)為一個(gè)工作頻率的半波長(zhǎng)諧振體,在工作狀態(tài)下,兩個(gè)端面的振幅最大,應(yīng)力最小,而相當(dāng)于中間位置的節(jié)點(diǎn)振幅為零,應(yīng)力最大。節(jié)點(diǎn)位置一般設(shè)計(jì)為固定位,但通常的固定位設(shè)計(jì)時(shí)厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定為零振幅,這樣就會(huì)引致一些叫聲和一部分的能量損失,對(duì)于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離,或采用隔聲材料進(jìn)行屏蔽,能量損失在設(shè)計(jì)振幅參數(shù)時(shí)予以考慮
4、PVC熱合機(jī)加工精度
PVC熱合機(jī)焊頭因?yàn)楣ぷ饔诟哳l振動(dòng)情況下,應(yīng)盡量保持一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì),以避免聲波傳遞的不對(duì)稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動(dòng)(我們所用于焊接的焊頭利用的是PVC熱合機(jī)振動(dòng)的縱向傳遞,對(duì)于整個(gè)諧振系統(tǒng)而言),不均衡振動(dòng)能導(dǎo)致焊頭發(fā)熱及斷裂。PVC熱合機(jī)焊接應(yīng)用于不同行業(yè)對(duì)加工精度要求是不同的,對(duì)于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對(duì)加工精度的要求非常高,我們所有的加工設(shè)備均采用數(shù)控設(shè)備(如加工中心等),這樣才能保證加工出來(lái)的精度符合要求。
5、 PVC熱合機(jī)使用壽命
一只焊頭的使用壽命關(guān)鍵決定于兩個(gè)方面:一、材料,二、工藝
材料方面:PVC熱合機(jī)焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過(guò)程中機(jī)械損耗小)好的特點(diǎn),所以最常用的材料為鋁合金及鈦合金,材料是保證PVC熱合機(jī)壽命于熔接產(chǎn)品效果的主要原因之一,模具完成的過(guò)程是復(fù)雜的。所以不僅是模具工程師設(shè)計(jì)務(wù)必慎重選擇材質(zhì),亦需了解本身產(chǎn)品要求該使用何種材質(zhì),避免因疏忽而影響其時(shí)效與品質(zhì)?,F(xiàn)將目前各種材料的特性略述如下:(恒波公司均采用世界名牌美國(guó)ALCOL公司產(chǎn)品,該公司的7075-T651鋁材達(dá)到美國(guó)鋁業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)AAA標(biāo)準(zhǔn))
一、鋁鎂合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)
1、7075T651:使用于振動(dòng)系統(tǒng)及Horn制造,該材料具有極高的機(jī)械屈服強(qiáng)度,硬度高,熱傳導(dǎo)性強(qiáng),是理想的PVC熱合機(jī)制造材料;
2、2024T651:一般使用與HORN制造,軔性佳,熱傳導(dǎo)性強(qiáng),硬度適中,用于一般塑膠制品。
3、6061T651:使用于較低出力之HORN制造,軔性佳,質(zhì)較軟。
二、鈦合金: 用于連續(xù)發(fā)振的機(jī)種,軔性較高,熱傳導(dǎo)佳,硬度高,而成本昂貴。
三、國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)鋁合金:國(guó)產(chǎn)料,用于普通鋁材加工,熱傳導(dǎo)低,對(duì)超音波機(jī)械損耗高,成本 低。
生產(chǎn)一付PVC熱合機(jī),要考慮以下各項(xiàng)因素:
1、產(chǎn)品的要求: 決定模具的使用壽命,磨損率,因而決定采用何種金屬。
2、產(chǎn)品的形狀: 采用何種熔接工藝,設(shè)定模具的大小,壓力傳達(dá)區(qū),產(chǎn)品在熔合時(shí)可能產(chǎn)生的變形,需要多大功率和何種功能。是否可以一次熔接 完成工作。
3、產(chǎn)品的塑料性質(zhì):決定模具的工作震幅,那一件工作應(yīng)接受超聲能量,導(dǎo)能線的形式,位置,大小。在不同的塑料組合時(shí),應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)接觸位置
4、PVC熱合機(jī)優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)
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