20K超声波焊接模具

20K超声波焊接模具

超声波焊接模具

超声波模具是超声波技术中最具有技术深度的一个方面。即使已经拥有几年的设计和开发经验,我们还是坚信只有通过严格的测试和质量控制才能生产出最好的焊头。我们的工程师将焊头的声学特性和机械特性完美的结合起来,设计出最符合客户需要的产品。 我们生产的每一套焊头和模具,不管是标准产品还是根据客户要求定制的,都是用最好的材料制成的同时经过反复的测试。焊头的外形、强度以及音频等各种参数经过多次试验,能符合最为严格的标准,焊头和模具达到最完美的匹配。

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    1、模具的振幅参数:振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一家公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10-20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定

    2、模具频率参数:任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率,例如20KHz、40 KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(Horn)的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围,一般设定为0.5 KHz,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90-20.10 KHz,误差为5‰

    3、振动节点焊头、变幅杆:均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅最大,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力最大。节点位置一般设计为固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常用橡胶圈同其他部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑。

    4、超声波焊头加工精度:因为工作于高频振动情况下,应尽量保持一个对称设计,以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动(我们所用于焊接的焊头利用的是超声波振动的纵向传递,对于整个谐振系统而言),不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的,对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高,我们所有的加工设备均采用数控设备(如加工中心等),这样才能保证加工出来的精度符合要求。


    现将目前各种材料的特性略述如下:

    一、铝镁合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651) 1、7075T651:使用于振动系统及Horn制造,该材料具有极高的机械屈服强度,硬度高,超声波热传导性强,是理想的超声波模具制造材料;

    1. 2024T651:一般使用与HORN制造,轫性佳,热传导性强,硬度适中,用于一般塑料制品。

    2. 6061T651:使用于较低出力之HORN制造,轫性佳,质较软。

    二、 钛合金:用于连续发振的机种,轫性较高,热传导佳,硬度高,而成本昂贵。

    三、 国产硬质铝合金:国产料,用于普通铝材加工,热传导低,对超音波机械损耗高,成本低。