超聲波焊接
超聲波焊接也就是利用超声波进行焊接的技术。在超聲波焊接中，从电源接入的50赫兹或60赫兹的交流电先被转换为高频率信号。当焊接塑料时，工件相接触的地方在震动作用下摩擦生热，塑料由于传热慢而被积累的热量融化。焊接金属时还需要施加压力，但并不会产生热量。[1]好处是被焊接的产品外壳没有螺丝钉孔，但如果要维修就要再拆开，导致外壳必然留下痕迹，很难无损拆开，就算再重新用超聲波焊接焊上也能看出来。[2][3]
历史
[编辑]硬质塑胶超聲波焊接的实际应用于20世纪60年代完成。此时只能焊接硬塑胶。1965 年，用于焊接刚性热塑性零件的超声波方法的专利被授予 Robert Soloff 和 Seymour Linsley 。焊接到使用超声波探头的袋子和管子。他无意中将探针移近塑胶胶带分配器，并观察到分配器的两半焊接在一起。他意识到探头不需要在零件周围手动移动，但超声波能量可以穿过硬塑胶并在其周围传播并焊接整个接头。[4]他继续开发了第一台超声波压力机。这项新技术的首次应用是在玩具业。[5]
应用
[编辑]- 用于熔接两个一样材质或不一样材质的塑胶件。
- 将金属部件固定于塑胶上。
- 将机械母螺丝（screw insert）熔接埋植于塑胶柱中。
- 用来切除多余的塑胶结构。
安全
[编辑]超聲波焊接的危险包括暴露在高温和高压下。应按照制造商提供的安全指南操作该设备，以避免受伤。例如，当机器启动时，操作员不得将手或手臂靠近焊嘴。.[6]此外，操作人员应配备听力保护装置及安全眼镜。应告知操作员有关超聲波焊接设备的政府机构法规，并应执行这些法规。[7]
超聲波焊接机需要日常维护和检查。维护时可能需要拆除面板门、外壳盖和防护罩。[6]应在设备电源关闭时执行此操作，并且只能由经过训练的专业人员维修机器。
由于超聲波焊接频率，机器附近的较大零件可能会产生次谐波振动，从而产生烦人的可听噪音。[8]这种噪音可以透过在一个或多个位置夹紧这些大型零件来减弱。此外，频率为 15 赫兹 和 20 赫兹 的高功率焊接机通常会发出人类听觉范围内具有潜在破坏性的高音尖叫声。可以使用隔音罩来屏蔽这种辐射声音。[8]
参考文献
[编辑]- ^ 超音波塑料焊接的原理与理论. [2010-12-23]. （原始内容存档于2007-09-16）.
- ^ Hiromichi T. Fujii, Yuta Goto, Yutaka S. Sato, and Hiroyuki Kokawa. Microstructure and lap shear strength of the weld interface in ultrasonic welding of Al alloy to stainless steel. Scripta Materialia (ELSEVIER). February 2016, 116: 135–138 [2017-07-04]. doi:10.1016/j.scriptamat.2016.02.004.
- ^ Mostafavi, Shimaalsadat; Hesser, Daniel Frank; Markert, Bernd. Effect of process parameters on the interface temperature in ultrasonic aluminum wire bonding. Journal of Manufacturing Processes. December 2018, 36: 104–114. S2CID 139828540. doi:10.1016/j.jmapro.2018.09.020.
- ^ Close up on technology: Top 50 Update Who Was First In Hot Runners, Ultrasonic Welding, & PET?. Plastics Technology. 1 December 2005 [13 November 2020].
- ^ Weber, Austin. Welding Still Ensures High-Strength Joints. Assembly Magazine. 30 November 2007 [13 November 2020].
- ^ 6.0 6.1 American Welding Society, Welding Handbook: Welding Science and Technology, p. 750.
- ^ American Welding Society, Jefferson's Welding Encyclopedia, p. 572.
- ^ 8.0 8.1 Ahmed, p. 266.
进一步阅读
[编辑]- Tres, Paul A., "Designing Plastic Parts for Assembly", 6th ed., 2006, ISBN 978-1-5699-0401-5
- Crawford, Lance, "Port Sealing: An Effective Heat Sealing Solution". 互联网档案馆的存档，存档日期2018-05-15. Plastic Decorating Magazine. January/February 2013 Edition. ISSN 1536-9870. (Topeka, KS: Peterson Publications, Inc.). Section: Assembly: pages 36–39, covers Crawford's article.
