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      超聲波焊接產品設計三要素

      2022-02-08 17:05

      焊接件設計必須為成功的超聲波焊接提供三個關鍵先決條件。

      ● 小的初始接觸面。為了保證焊接界面(熔合面)的變形(應變),要求焊接界面上的初始接觸面較小,以保證整個表面受熱均勻,并迅速達到熱塑性材料的熔化溫度。

      ● 確保正確對齊。焊件設計和焊點設計應采用對齊結構,以確保焊件的正確定位。焊接零件的對準通常通過定位銷、焊接零件的預裝配或焊接接頭(如榫舌接頭)的設計來進行。焊接件也可以與焊接頭和夾具對齊,但這不是一種好方法。

      ● 能量轉換。焊接件的設計應使焊接件的接觸面積變大,以將焊頭/焊接件接觸表面引起的局部高應力降至底,這也降低了焊接件被劃傷的可能性。此外,焊件的設計應使焊件與接觸面和焊接面之間的距離小化,并應在整個焊接年內保持不變。必須注意避免產生空隙,這將防止超聲波振動直接傳播到焊接表面。

      焊接件設計中先考慮的是焊接距離(焊接件/焊接頭接觸面與焊接表面之間的距離)。如果距離小于6mm,則稱為“近場焊接”;如果大于6mm,則稱為“遠場焊接”。應注意的是,如果焊接距離小于焊接材料的波長,則適合近場焊接。對于近場焊接,通常假設能量控制器的振幅與焊接頭的振幅相似。相比之下,在遠場焊接中,在確定焊接表面能量控制器經歷的振幅時,必須考慮焊接件中的波傳播。在可能的情況下,為近場焊接設計焊縫,以減少焊件劃痕、能量損失、焊件變形和設備過載。如果無法設計近場焊接,則應仔細選擇焊接件的尺寸,以確保焊點表面的振幅。

      焊接設計中的另一個主要考慮因素是超聲波振動在焊接件中產生“共振”模式的可能性。當焊件產生與焊接頻率或次諧波頻率一致或接近的自然共振模式時,可能會損壞焊件。

      超聲波焊接產品設計三要素(圖1)

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