超声波焊接机的日常维护
来源:超声波焊接机  发布时间:2020-07-08 11:22  点击:

在焊接过程中,超声波焊接机'>超声波焊接机发热量低、不产生氧化、不同类材料焊接后能保持其原有性能,因此得到了非常广泛的应用。但由于该行业起步晚,许多使用者对此了解不多, 以下结合本人在对超声波焊接机进行维护的过程中遇到的一些问题,谈一点个人体会。

超声波焊接基本原理

将高频率的振动能量施加在待焊物体的表面,使相互叠压在一起的物体局部在较短的时间内,通过摩擦生热融合在一起,这就是超声波焊接的基本工作原理。

在实际焊接过程中, 电能首先被转换成高频率的机械振动, 然后通过声学上用以调音的角状物被传递到焊头(传递路线简图如附图一所示),施压后,待焊材料通过 20000Hz 以上的超声波被揉合在一起。在压力作用下,高频振动散布到薄板表面,形成完全受控的点状焊接。当原子在两个待焊物体表面结合后,从冶金角度上来说,焊接就完成了(如附图二所示)。

超声波塑料焊接设备

影响超声波焊接机日常维护的几个因素

1、参数调节和焊接稳定性对日常维护的影响

超声波焊接机的主要焊接参数包括频率、能量、时间以及振幅等,不同厂商所生产的不同焊接机虽然原理相似,但具体调节方式不太相同,例如美国某家公司所生产的焊接机,以振幅的调节对焊接影响最大,但国内厂家所生产的焊接机,则是调节能量对焊接过程的影响最为直接。

以焊接锂电池极片为例, 由于锂电池的规格型号非常多,所用极片材料也各异,使用同一台焊接机连续焊接同一型号的锂电池不太现实,故而超声波焊接机是否便于实施参数调节、是否能够保证焊接的稳定性, 便可说是衡量焊接机是否好用的**要素。

使用超声波焊接机进行焊接时,焊接参数调节的难易程度会直接影响设备利用率, 焊接稳定性的好坏则直接影响产品质量的好坏。而在实际焊接过程中,能够影响焊接稳定性的因素非常多, 并且往往都是多个因素在同时起作用,从理论上讲,一台焊接机如果只焊接同一个电池品种,那么它的焊接稳定性最容易保证, 因为每次更换品种后, 焊接机的焊接间隙和焊接压力等都会有一个缓慢的自动微调的过程, 但从经济性上来考虑, 每一个锂电池品种的焊接都单独配备一台超声波焊接机,显然不现实,因为锂电池的规格和外形尺寸非常多,不是每一个品种都能够实现非常大的批量。为了尽可能地保证焊接机良好的焊接稳定性, 从生产管理角度来说,应该尽可能地减少焊接机的切换次数,更重要的是,从超声波焊接机的设计和生产角度,也要进行一定的改进和控制,例如换能器、加速器等关键部件的材质选择能否适应更宽的频谱传递范围, 部分部件的外形结构尺寸是否符合声学传递原理、 能否更好地适应传递不同波长的高频电磁波和机械振动, 以及换能器、加速器系统的匹配性是否良好等,也都会对焊接机的焊接稳定性产生比较大的影响。

2、主要部件的选型对日常维护的影响

焊头和焊座都是超声波焊接机的主要部件, 它们的材质选择、热处理以及制作工艺等,对焊接性能的好坏都有着非常直接的影响。

首先,焊头、焊座材料的选择对焊接性能影响非常直接,一般情况下,焊头、焊座所用材料为高速工具钢,但也有采用其它材料的,例如结构钢和合金结构钢。相比而言,采用高速工具钢加工难度较大,成本也高,但是高速钢适合传递的高频机械振动波长范围较宽,易于保证焊接稳定性,而使用结构钢或合金结构钢制作焊头、焊座,由于适合传递的高频机械振动波长范围较窄,并且对加工精度要求较高,如果加工精度未能有效保证,一方面,很容易造成焊接参数调节困难,直接影响焊接稳定性,另一方面,由于对换能器、加速器等关键部件的匹配性要求较高,互换性差,一旦损坏则不易及时进行更换,从而降低设备的利用率。

其次,焊头和焊座的网格花纹、焊接工作面及安装面之间的平行度公差等对焊接性能的好坏影响也比较大。为保证焊接的稳定性和可靠性,加工焊头、焊座,必须保证网格花纹面与其它安装面之间的平行度公差或垂直度公差在0.03mm以内;每次调整或更换焊头、焊座以后,都必须重新调整焊头、焊座工作面之间的平行度公差。

焊头和焊座网格花纹的运用适当与否,对焊接质量的好坏也有着比较直接的影响。为保证焊接质量,网格花纹可采用梯形剖面(如图三所示)和矩形剖面(如图四所示),)般情况下,网格花纹采用梯形纵剖面比采用矩形纵剖面更能提高焊接性能。

焊不同的介质, 花纹的细密程度和花纹深度都应有所不同,正常情况下,花纹深度不应超过 0.2mm,一般取 0.lmm 左右深即可, 具体情况可根据不同的焊接介质而定:

焊接铝箔和铝片, 铝箔一侧应采用非常细密的花纹,花纹深度不超过 0.05mm;

焊接铝片和铝网,两侧网纹深度和间距均适中;

焊接镍片和铜网,网纹深均可适当加深,网格间距也应适当放宽。

焊头和焊座加工完成以后, 还必须进行适当的热处理以提高其表面硬度和耐磨性,从而延长使用寿命。 一般情况下,焊头和焊座的表面硬度应达到 HRC55 以 上,但内部仍能保持比较好的韧性。

3、焊接介质对焊接性能的影响

焊接介质的选择对焊接性能影响也比较大, 此时如果焊接参数选择不当也会对焊接机的维护造成麻烦。通常, 焊接过程中比较软的介质应与焊头直接接触。例如,焊接镍片和铝片时,应将镍片放置在铝片的上侧,避免焊接后铝片粘附在焊头上。

因铝材质较软,熔点也较低,故焊接时所需的能量也相应较少,在其它参数维持不变的情况下,焊接铜网和镍片所需的能量至少要比焊接铝网和铝片出高一倍以上。但由于受待焊物体表面是否清洗干净等因素影响,即使焊同一品种,每次参数调节也不完全相同。

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