超声波焊接(二)原理介绍

       超声波塑料装配是使用最为广泛的热塑性塑料连接技术之一,能够生产出永久牢固和美观的接头。超声波塑料装配可分为四大类: (1) 超声波焊接Welding; (2) 超声波铆接Staking; (3)超声波刺穿Spot; (4) 超声波镶嵌Inserting。在这我们将重点研究超声波焊接(Ultrasonic Welding)原理、材料选择和焊缝设计。

首先是它的焊接过程:焊头下降-接触后继续施压产生作用力- 发波- 保压冷却-回退

其次我们看下主要焊接种类的区别:铆焊和穿刺焊。

 

两者在应用场景上面有一定的区别:

铆焊用于需要形成固定连接点的应用,通常可以通过设计出工艺焊筋来完成,其强度较高。而穿刺焊穿刺焊是指焊接时直接穿透塑料焊接体,再接触到另一个焊接本体,使塑料材质深入扎进,形成较强的焊接强度。这种焊接方式的一个特点是焊接的一面可能会有伤痕,但另一面如果厚度足够则几乎看不出来,因此对产品外观的影响不大。

因此,他们的应用场景,基于拉拔力要求,或者产品外观要求,投资差异,来进行选择。这里提一下,铆焊相比穿刺焊在生产节拍以及投资方面都要优于穿刺焊。

下面我们来看看,超声波发生器的执行部分。

### 超声波焊接电气原理图设计与图纸 超声波焊接是一种利用高频机械振动能量将塑料或其他材料连接在一起的技术。其电气系统的设计需要综合考虑电源、控制单元、传感器以及执行器之间的协同工作。以下是超声波焊接电气原理图设计的一般流程和关键点[^1]: #### 1. 系统功能需求分析 在设计超声波焊接设备的电气原理图时,首先需要明确系统的功能需求。这包括确定焊接功率、频率范围、控制精度以及安全保护机制等。 #### 2. 控制单元选择 控制单元是超声波焊接设备的核心部分,通常采用PLC(可编程逻辑控制器)或专用的微处理器来实现对焊接过程的精确控制。控制单元需要能够接收来自传感器的信号,并输出控制指令给执行器。 #### 3. 传感器和执行器的选择 传感器用于监测焊接过程中的关键参数,如温度、压力和位移。执行器则负责实现焊接动作,例如气缸驱动头运动。这些组件的选择直接影响到焊接质量的稳定性。 #### 4. 电路原理设计 超声波焊接设备的电路原理设计主要包括以下几个方面: - **电源模块**:提供稳定的高压电源以驱动换能器。 - **振荡器电路**:产生高频电信号,驱动换能器产生机械振动。 - **反馈控制系统**:通过传感器采集焊接过程中的数据,实时调整焊接参数。 - **保护电路**:防止过载、短路等异常情况对设备造成损害。 #### 5. 电路图绘制 根据电路原理设计的结果,使用专业的绘图软件(如AutoCAD Electrical或EPLAN)绘制详细的电气原理图。图纸应包含以下内容: - 所有电气元件的符号及其标注。 - 连接线的编号和走向。 - 关键节点的电压、电流参数说明。 #### 6. 电路仿真与测试 在实际制造之前,应对设计好的电路进行仿真测试,确保其功能符合预期。可以使用仿真软件(如Multisim或Proteus)来验证电路的工作状态。 #### 7. 电路板制造与组装 经过测试合格后,可以进入电路板的制造阶段。制造完成后,将所有电气元件按照图纸要求安装到电路板上,并进行初步的功能测试。 #### 8. 系统集成测试 将电气系统与其他机械部件集成在一起,进行全面的功能测试和性能评估。确保整个超声波焊接设备能够稳定可靠地运行。 ### 示例代码:Python脚本生成简单的电路元件列表 以下是一个简单的Python脚本示例,用于生成超声波焊接设备中常见的电气元件列表: ```python # 定义电气元件及其参数 components = { "Power Supply": {"Voltage": "220V", "Frequency": "50Hz"}, "Oscillator": {"Frequency Range": "20kHz - 40kHz"}, "Sensor": {"Type": "Temperature", "Range": "-40°C to 120°C"}, "Actuator": {"Type": "Pneumatic Cylinder", "Stroke": "50mm"} } # 输出元件信息 for component, params in components.items(): print(f"{component}:") for key, value in params.items(): print(f" {key}: {value}") ``` ### 相关技术文档参考 如果需要查找具体的超声波焊接电气原理图和技术文档,可以参考类似SW22型号设备的设计规范。这些文档通常按照ISO标准分类,包括装配图、零件图、电气图和管道图等[^2]。
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