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2023
塑料激光焊接加工技術(shù)（一）
新技術(shù)為許多新產(chǎn)品的開發(fā)提供了現(xiàn)實操作性，如生物醫(yī)藥晶片大部分由塑料片組成。塑料片上有很多μm限度的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行封裝時就需要用到塑料激光精細(xì)焊接技術(shù)。 激光焊接工藝之所以具有吸引力，是因為只用很少的熱量輸入結(jié)構(gòu)件，因此，只會產(chǎn)生可控的最小熔化量。其結(jié)果是可獲得很高的焊接強(qiáng)度，并且由于熔化物溢出或氣化很少而獲得無可挑剔的外觀質(zhì)量。在很小的焊接面積上可以獲得很高的強(qiáng)度，使得這種工藝在操作空間受到限制的條件下，比黏接工藝更優(yōu)越。在新材料、新設(shè)備和新技術(shù)層出不窮的時代，人們不僅要了解激光焊接的特性、優(yōu)點和要求，還應(yīng)認(rèn)識到此領(lǐng)域的諸多創(chuàng)新和未來趨勢，始終處于科技的最前沿。 塑料的激光焊接是與對材料要求的提高相關(guān)聯(lián)的，這些新的要求通常很難完成。所謂的激光透射焊接一方面要求激光輻射能穿透零件，另一方面要求零件有很強(qiáng)的吸收性能。重要的是，在2個焊接件之間要避免產(chǎn)生裂縫。在激光焊接過程中，吸收性的零件升溫并且局部熔化，通過熱傳導(dǎo)將能量傳遞到透光的零件，在外部的壓力下2個零件結(jié)合在一起。所吸收的近紅外線激光轉(zhuǎn)化為熱能，將兩個部件的接觸表面熔化，最終形成焊接區(qū)。這種焊接方法能夠形成超過原材料強(qiáng)度的焊接縫。 目前國內(nèi)市場上普遍使用的塑料焊接技術(shù)主要有振動摩擦焊接、熱板式塑料焊接及超聲波焊接等，主要用于連接敏感性塑料制品(含有線路板)、具有復(fù)雜幾何形狀的塑料件以及有嚴(yán)格潔凈要求的塑料制品(醫(yī)藥設(shè)備)等。應(yīng)用激光焊接熔接塑料部件，其優(yōu)點有：焊接縫尺寸精密、不透氣及不漏水；焊接牢固，可以得到高精度的焊接件。在焊接過程中樹脂降解少、產(chǎn)生碎屑少，不會出現(xiàn)飛邊，部件表面能夠精密連接；焊接設(shè)備不需要和被黏結(jié)的塑料零部件相接觸，與其他熔接方法比較，大幅減少制品的振動應(yīng)力和熱應(yīng)力；最小化熱損壞和熱變形，可以將不同組成或不同顏色的樹脂黏結(jié)在一起；可焊接尺寸極小或外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，對有些復(fù)雜零件甚至可以進(jìn)行“穿透焊接”；無振動技術(shù)能產(chǎn)生氣密性的或者真空密封結(jié)構(gòu)；能夠?qū)⒍喾N不同塑料焊接起來，而其他焊接方法有較大限制；設(shè)備自動化程度高，能方便用于復(fù)雜塑料零部件加工。擅長焊接具有復(fù)雜外形(甚至是三維)的制品；能夠焊接其他方法不易達(dá)到的區(qū)域。由于激光焊接具有上述優(yōu)點，所以特別吸引那些尋求更清潔的方式來熔接復(fù)雜部件的加工商，如含有線路板的塑料制品、醫(yī)療設(shè)備等。 激光焊接技術(shù)是用通常存在于電磁光譜紅外線區(qū)的集束強(qiáng)輻射波熔化接頭區(qū)的塑料。所用激光的類型和塑料的吸收特性決定焊接的程度。激光焊接也極大地減小了制品的振動應(yīng)力和熱應(yīng)力。比采用其它連接方式所產(chǎn)生的振動應(yīng)力和熱應(yīng)力小，意味著制品或者裝置的內(nèi)部組件的老化速率更慢。這為將激光焊接應(yīng)用于易損壞的制品(如電子傳感器)提供了機(jī)會。 很多不同種類的材料能夠用激光焊接在一起。激光焊接使用近紅外線激光(NIR)，波長在810到1064nm。例如：激光焊接將能透過近紅外線激光的聚碳酸酯(PC)和30％的玻纖增強(qiáng)的黑色聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)連接在一起。 激光焊接沒有殘渣的優(yōu)點也使它比較適合應(yīng)用于以下制品：食品及藥物管理局(FDA)管制的醫(yī)藥制品、汽車制品和其他的電子傳感器。二極管激光器和釔鋁石榴石激光器用于塑料焊接時，它們有良好的適應(yīng)性。例如：可以將二極管激光排列起來以生成復(fù)雜的線狀焊縫；還可以將二極管激光發(fā)射器組合堆積起來，以獲得特殊應(yīng)用所需要的高焊接功率。 激光焊接方式對一些材料而言也存在部分局限：高性能聚合物，如PPS，聚(PEEK)和LCP，由于這些材料對近紅外光的透射率很低，因而不適合激光焊接方式；當(dāng)兩種材料中都填充炭黑時，由于兩種材料都是黑色，它們是不能被焊接在一起的。這對于汽車外殼下的設(shè)備和其他黑色的裝置采用激光焊接來說是一個障礙。同樣，兩種對近紅外線激光都透射的材料(通常是透明的或者白色的)，由于對近紅外光的吸收很少，所以也不能用激光焊接。對于醫(yī)藥、包裝和消費品來說，因為這些產(chǎn)品都要求透明。由于許多礦物填充的化合物能夠吸收近紅外線激光，所以通常不適合用激光焊接。高填充的玻纖增強(qiáng)物能夠改變近紅外線激光的透射率，降低焊接效率。不過原料供應(yīng)商的配方中的玻纖含量通常不會超過這個限度。 激光焊接技術(shù)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，但是由于費用昂貴，無法和更早的塑料黏接技術(shù)相競爭，如振動焊接技術(shù)、熱板焊接技術(shù)。但是從20世紀(jì)90年代中期開始，由于激光焊接的設(shè)備費用下降，該技術(shù)才漸漸受到人們的歡迎。當(dāng)被黏接的塑料零部件是非常精密的材料(如電子元件)或要求無菌環(huán)境(如醫(yī)療器械和食品包裝)時，激光焊接技術(shù)就能派上很大用場。激光焊接技術(shù)速度快，特別適用于汽車塑料零部件的流水線加工。另外，對于那些很難使用其它焊接方法黏接的復(fù)雜的幾何體，可以考慮使用激光焊接技術(shù)。
熱板機(jī)如何操作控制系統(tǒng)？
1、熱板機(jī)采用可編程控制器（PLC）、觸摸屏控制全操作過程，既可全自動操作, 也可手動操作。如下幾點： ? ? 2、設(shè)備各端安裝雙緊急停車按鈕和開關(guān)按鈕和報警裝置。 3、參數(shù)設(shè)置界面加密碼鎖定，以防非授權(quán)人員修改并設(shè)定參數(shù)。 4、控制盤面板上設(shè)置狀態(tài)指示燈，機(jī)器各種狀態(tài)均可顯示在控制盤面板上。 5、配有獨立的配電箱，電路方面進(jìn)行功能分塊，強(qiáng)電、弱電分區(qū)控制，在設(shè)備維修時，一目了然，以便于維護(hù)。 6、電控柜(與機(jī)器一體化安裝) ? ? 7、可編程控制器，安裝在電控柜內(nèi) ? ? 8、氣路采用集成一體化氣路模塊，氣路整齊明了，美觀大方 ? ? 9、按鈕操作面板 ? ? 10、可輸入設(shè)備運行各種參數(shù)(熱熔時間、固化時間、加熱溫度等) ? ? 11、安裝在操作者左側(cè) ? ? 12、全部功能均能在操作面板上操作：調(diào)試(手動)，自動焊接，參數(shù)設(shè)置。
一種模塊化熱板焊接單元的設(shè)計
們常常聽到客戶抱怨：“我們只需要焊接這么小的零件，為什么要賣給我這么大的設(shè)備，價格太貴了”，“你們的設(shè)備能不能賣焊接的部件給我，外圍框架太大了我不要，這樣我這里方便自動化集成"。對于客戶的抱怨，我們會耐心的解釋，但是結(jié)果還是”不可以“。 包括常見的熱板/紅外焊接設(shè)備，激光焊接設(shè)備和超聲焊接設(shè)備等，都存在這樣的問題。今天，我們來看一看Extol是如何通過模塊化設(shè)計來給客戶提供意料之外的產(chǎn)品。 Extol的主打產(chǎn)品之一是伺服熱板焊接設(shè)備（圖1），適合大型罐體和部件的焊接。如果要對汽車部件上的管件、支架和蓋板進(jìn)行焊接，往往這類零件最大尺寸小于100mm，就顯得”大材小用“和”價格昂貴“。 熱板焊接是用加熱板將兩個塑料件焊筋熔化再連接在一起的過程。首先，將上下塑料件的焊筋與加熱板接觸。熱板熱量傳導(dǎo)到焊筋使其熔化。然后，移開加熱板并將上下件壓緊直到它們彼此牢固連接。 客戶的挑戰(zhàn)：采用標(biāo)準(zhǔn)的熱板焊接設(shè)備，將好幾個小零件焊接到I一個主體部件上，典型部件如汽車發(fā)動機(jī)艙室內(nèi)的歧管，長而曲折主體上要焊接多個異性支架。若采用多臺標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，無疑是價格昂貴。為此Extol的工程師們開發(fā)了一款模塊化的熱板焊接單元，輕便緊湊的設(shè)計，非常方便的安裝在自動化線上。經(jīng)濟(jì)性和靈活性滿足了客戶的要求。 EXTOL模塊化熱板焊接單元的工作原理：較低的下模具可以固定較大的零件。較高的上模具通過伺服或者電缸控制上下移動。一側(cè)的加熱板通過氣缸上下移動。在焊接過程中，放置在上模具的零件壓住熱板，并推動熱板一起壓住下模具上的零件。一旦熔化完成，上模具后退，加熱板收回。最后，上模具將零件下壓到下模具上的零件，將兩者焊接在一起。
塑料熱板焊接 VS 紅外焊接
熱板焊接和紅外焊接屬于塑料焊接的兩種不同工藝。在熱板焊接中，加熱板與零件接觸；而在紅外焊接中，紅外熱源則不與零件接觸。 兩種塑料焊接技術(shù)最近都獲得了巨大的發(fā)展，并且越來越受歡迎。通過伺服驅(qū)動，對模具位置、速度、力和加速度實現(xiàn)了精確控制，同時加強(qiáng)了過程控制和數(shù)據(jù)采集功能。此外，設(shè)備型號多樣化，為工程師提供更多的選擇。 紅外焊接采用非接觸加熱方式，解決了熱板焊接的一項重大挑戰(zhàn)，即避免塑料或者玻纖粘附到加熱板表面。當(dāng)然，兩種焊接工藝有各自的優(yōu)缺點。 兩種工藝通常用于需要高強(qiáng)度或者高密封性的產(chǎn)品，適合焊接大型、具有復(fù)雜幾何形狀的零件，尤其是腔體產(chǎn)品，例如水箱等。
07
2022
超聲波模具設(shè)計方法及振幅參數(shù)
超聲波模具的設(shè)計方法，模具的振幅參數(shù)設(shè)計：振幅對于需要焊接的材料來說是一個關(guān)鍵參數(shù)。 因其選擇的換能器不同，換能器輸出的振幅都有所不同，經(jīng)過適配不同變比的變幅桿及焊頭，能夠絞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左右，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)，形狀來說如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等。 相當(dāng)于鉻鐵的溫度，溫度達(dá)不到就會熔接不上，溫度過高就會使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強(qiáng)度變差。 對變比影響很大，前后面積比與總變比成正比。如選用的是不同的焊機(jī)，簡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。
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超聲波焊接機(jī)在日常使用過程中如何保養(yǎng)及維修？
眾所周知，機(jī)械設(shè)備需要維護(hù)才能更好地使用，以達(dá)到較長的使用壽命。如果不對機(jī)器進(jìn)行維護(hù)，將會產(chǎn)生各種困難和其他疾病并影響您的工作效率。作為機(jī)器設(shè)備，如何保養(yǎng)超聲波焊接機(jī)并使之更好地工作？ 超聲波焊接機(jī)維修常識： 1. 清潔超聲波焊接機(jī)的側(cè)板和表面時，嚴(yán)禁使用各種溶劑。應(yīng)使用中性清潔劑并輕輕擦拭以進(jìn)行測試。 2. 超聲波焊接機(jī)空氣過濾器中積聚的水應(yīng)在溢出前及時排出。 3. 經(jīng)常檢查空載電流是否最小，或頻率是否有偏向（例如，對于我們的恒升專用設(shè)備，頻率設(shè)置范圍在0-0.1之間，請按聲波測試按鈕，如果在正常范圍內(nèi)，則需要找出問題的原因。）很容易使模具破裂，并檢查換能器是否正常。
01
超聲波模具水平度的調(diào)試方法有哪些
首先我們要知道超聲波塑焊機(jī)與超聲波模具的良好配合，使塑料制品焊接出來的效果是否達(dá)標(biāo)是息息相關(guān)的。超聲波塑焊機(jī)在焊接塑料件時，必須要保持超聲波模具與塑料件緊密貼合，否則就會出現(xiàn)漏焊的情況，很難達(dá)到水氣密的效果。調(diào)節(jié)超音波模具是超聲波焊接機(jī)生產(chǎn)廠家培訓(xùn)客戶操作超聲波塑焊機(jī)的工作人員必須要學(xué)會的知識。 超聲波模具水平調(diào)節(jié)的方法有哪些呢？請看下面詳細(xì)介紹： 1. 超聲波焊頭與工物完全密合后，均勻的旋上個平面調(diào)整螺絲使其對稱再旋緊，并鎖緊底座。 超聲波模具方向未能與底座方向一致時，是沒辦法焊接塑料制品的，要先調(diào)整超聲波焊頭方向使與底座方向完全一致。 2. 松開超聲波換能器法蘭的水平調(diào)節(jié)螺母，轉(zhuǎn)動機(jī)身升降手輪，使超聲波焊頭加壓于工物上，輕拍超聲波焊頭四周與加工物更密合。 3. 調(diào)整中體座位置，使超聲波焊頭下降時與加工物保持稍許距離。 4. 轉(zhuǎn)動超聲波焊頭與底座方向一致，完成方向調(diào)整后，超聲波焊頭還保持下降狀態(tài)，再調(diào)整超聲波焊頭水平。 5. 把要焊接的塑料制品放于底座上，使與底座吻和，并松弛四個平面調(diào)整螺絲。
2021
超聲波設(shè)備行業(yè)發(fā)展趨勢非常迅猛
目前從超聲波設(shè)備應(yīng)用需求和超聲波設(shè)備的市場競爭來看，超聲波行業(yè)的發(fā)展速度與日俱進(jìn)，發(fā)展趨勢非常迅猛，與此同時，很多同行業(yè)的同行們，各個超聲波設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)，都看到了新的機(jī)遇，但是最終能不能在看到機(jī)遇的同時，抓住機(jī)遇，站穩(wěn)市場，站穩(wěn)企業(yè)發(fā)展的腳步，才是重中之重。 當(dāng)前我們可以清楚的看到現(xiàn)在智能領(lǐng)域的高速發(fā)展，電子行業(yè)在市場占據(jù)的比重有多大，要知道電子行業(yè)是對超聲波焊接的需求最大的一個領(lǐng)域，為了更好支持市場的需求，那么我們的設(shè)備技術(shù)必須提高，才能更好的服務(wù)于市場，才能抓住屬于我們行業(yè)的機(jī)遇。 提高自己的設(shè)備技術(shù)，便要體現(xiàn)在兩點，其一，高度發(fā)展自主研發(fā)的技術(shù)，其二引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，但卻不可以盲目，要明白技術(shù)在于精，盲目投入研發(fā)，造成技術(shù)研發(fā)復(fù)雜化，也許有的企業(yè)會認(rèn)為，技術(shù)越多，越豐富越好，技術(shù)綜合性好，技術(shù)多面化，才代表了完備，其實這樣往往會造成研發(fā)投入的浪費，超聲波焊接技術(shù)的研發(fā)，一定要從市場需求來考慮，要明白，行業(yè)設(shè)備是因為市場需求才存在的，如果需求不存在，那么它存在的意義也就失去了。
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