超聲波塑料焊接機(jī)的頻率選擇

超聲波焊接機(jī)按照自動化水平分為手動超聲波焊接機(jī)、半自動超聲波焊接機(jī)、全自動焊接機(jī)，按照功率分為大功率超聲波焊接機(jī)和小功率超聲波焊接機(jī)，按照頻率可以分為15KhZ超聲波焊接機(jī)、20KHZ超聲波焊接機(jī)、28KHZ超聲波焊接機(jī)， 30KHZ超聲波焊接機(jī) ，35KHZ超聲波焊接機(jī),40KHZ超聲波焊接機(jī)等幾種，從本質(zhì)上理解，超聲波也是聲波的一種，頻率與波長息息相關(guān)，超聲波焊接的時候，波長又與超聲波設(shè)備的振動幅度大小有關(guān)。那么，如何選擇超聲波塑料焊接機(jī)的頻率呢？

對于塑料塑膠元件的焊接時，一般來講，體積越大，選擇振動頻率越小越低的超聲波設(shè)備，同時，對于體積很小的設(shè)備，選擇更大頻率的設(shè)備，焊接的效果才會更加突出。當(dāng)我們面對一件塑料塑膠元件的時候，我們要具體看看它是什么材料的，看看是不是適合超聲波焊接機(jī)進(jìn)行焊接，如果適合超聲波焊接機(jī)，那么該選擇什么樣的超聲波焊接機(jī)的效果更好，選擇什么樣的超聲波焊接機(jī)的報廢率更低。另外，材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的，越硬的材料其傳導(dǎo)力越強(qiáng)。

事實(shí)上，原先所有的超聲波焊機(jī)都以20kHz的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)人們意識到20kHz設(shè)備的缺點(diǎn)時，就需要從事一些改進(jìn)工作，于是開發(fā)了以35～40kHz的高頻率運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備。這些高頻裝置體積較小，而且防噪聲，它們動作柔和，在材料承受反作用35kHz更40kHz時具有更好的零件保護(hù)作用。轉(zhuǎn)換器、變幅桿和焊頭很小，因?yàn)?5kHz或40kHz的波長大約是20kHz波長的一半。這樣就可以把零件放置的彼此靠近，因此這種裝置適合可利用空間小的自動化設(shè)備。使機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動，不怎么需要整體移動。設(shè)備費(fèi)用大約可以降低10%。超聲波高音是零件自身振動產(chǎn)生的噪聲。因?yàn)?5kHz或40kHz設(shè)備的高頻振幅大約是20kHz的～半，傳遞到零件的能量也相應(yīng)地減少，同時發(fā)出噪聲。而且焊接時，使零件運(yùn)動平緩，這減小了循環(huán)應(yīng)力，使焊縫周圍變熱，損壞其他精密電子元件。然而隨著能量減少，穿過零件傳遞超聲波能量的能力也受到限制。這樣對于35～40kHz的設(shè)備，焊頭到焊接面的距離限制在大約6. 35mm(0. 25in)以內(nèi)。

降低強(qiáng)度和增強(qiáng)控制傳遞機(jī)械振動的能力會改進(jìn)過程控制和焊接質(zhì)量。減小零件應(yīng)力材料的降解、結(jié)構(gòu)發(fā)聲器和更好的裝配使能量耗敬降低。對于熔融特性較好的材料，如丙烯酯、聚氯乙烯和玻璃纖維填充熱塑性塑料，如果改進(jìn)能量的控制就會縮短焊接周期。對于鉚焊和點(diǎn)焊，使用高頻設(shè)備會更有效。

使用40kHz的設(shè)備時有嚴(yán)格的尺寸限制。40kHz的焊頭尺寸大約是20kHz的焊頭尺寸的一半，因此，可以焊接的零件尺寸同樣受限制。將尺寸較小的焊頭的各個單元進(jìn)行機(jī)械連接就能焊接較大的焊接件。然而，可以焊接的零件的尺寸也受到高頻設(shè)備1000W的功率的限制（由于轉(zhuǎn)換器內(nèi)晶體較小）。

比較起來，20kHz的焊機(jī)有5ooow的功率(大多數(shù)焊機(jī)功率只有1000w)o對于20kHz的焊機(jī)功率要求較大，使得能耗和操作費(fèi)用升高。除了這部分討論的20kHz、35kHz或40kHz三種主要的頻率，也可以使用頻率為15kHz,30kHz和70kHz的焊機(jī)，并且對于特定應(yīng)用能得到結(jié)果。低頻設(shè)備允許大振幅、大零件或長距離焊接。高頻設(shè)備在焊接脆性零件時不會損壞附近的區(qū)域和元件，界于低、高頻中間的設(shè)備可獲得優(yōu)化的性能。

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