超声波塑焊机的基本使用

介绍

超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHZ（或15KHZ）的高压、高频信号、通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及内在分子件的摩擦而使传处到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成焊接。

当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的压力之积。 [1] 

应用方法

一、 熔接法：

以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。

二、 铆焊法：

将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。

三、 埋植：

藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

四、 成型：

该方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。

五、 点焊：

A、 将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。

B、 对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。

六、 切割封口：

运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。

焊接效果之因素

⒈塑胶材质

⒉导能点的设计

⒊校模的准确性4.工件周围之温度

⒌焊头之设计

⒍焊头的按振幅

⒎底座的设计支撑

⒏接触面或交面的设计

⒐工作物的外形和尺寸

⒑侧壁和交面的水平厚度

⒒表面清洁与处理（如烤漆或电镀）

⒓传送到工件物上的能量

⒔不同材质塑胶的调合性

⒕内外在的阻尼因素，如治具底座或内装物之阻碍.

安装与调试

（一）、装设程序：

1、 本焊机应安置在坚固，水平的工作台上。机器后面应留有大于150mm的空间，以利通风散热。

2、 为确保安全操作，本机必须可靠接地，对地电阻必须小于4欧姆。

3、 将三苡控制电线两头分别插入焊机后方三脚插座，并旋紧螺母。

4、 将选择开关置于手动位置。

5、 锁紧升降的四只螺钉，以固定超声振头，但切勿用力过度，以免滑牙。

6、 将上焊模与超声振头之接触面擦干净，用螺丝接合，使用随机专用扳手锁紧，锁紧力距为25牛顿/米。

7、 把外气源的气管接入焊接机的空气滤净器。

8、 音波检验程序：

为发挥焊机的使用效果，维护焊机的性能及安全生产，每次使用机器或更换焊模，必须调整焊机发振系统与振动系统的发振程度，因此该项音波检测程序非常重要。

A、 检测前，上焊模与超声振头两者必须密合锁紧，检验时上焊模切勿接触工件。

B、 合上电源开关，此时电源指示灯亮.

C、 打开侧盖板之门页。

D、 将选择开关按至音波检测档位置，观测振幅表之指示值，每次音波检测开关不能连续按下超过3秒。

E、 顺逆旋转音波检测螺丝使振幅表指针在低刻度值位置。注意：振幅表指针能调到1.2（或100）刻度值以下，且确保为低刻度位置，焊机的发振系统与振动系统谱振好。

[注意]:

⒈ 调节音波选择螺丝，振幅表之指针会左右摆动，但并非表示功率输出之大小，而仅表示发振系统与振动系统之谐振程度，指示刻度值越小，则表示谐振程度越佳。

⒉ 振幅表在空载发振时，表示谐振程度，负载发振时表示输出能量。

⒊ 焊接前务必做音波检测，以确保发振系统与振动系统之谐振。

⒋ 更换焊模后，切记一定要做音波检测程序。

⒌ 调整时，如果过载指示灯发亮，则立即放开音波检验钮，约过1秒钟后，再转动音波调整螺丝作音波选择调整.

⒍ 正确的调谐非常重要，如果无法调较到正常状态，不能达到音波检测程序第5项 的要求时，请即送修，不可勉强使用，以免扩大故障。

⒎ 工作气压不能超过5kg/cm.

⒏ 校模程序：

为达到机器大能量，上焊模与工件间的距离应尽量缩短，但仍应留有必要的距离，以便工件的放置和取出。升降台的大行程为75mm，因此在校模前，在确定上焊模在大行程时，不会接触工件。

a) 将选择开关置于手动位置，调较压力调整旋钮，使压力表指示在0.2Mpa左右，（大约能使焊头上升之小压力）

b) 置下焊模于工作台面，再放工件于下焊模内。

c) 放松机体的锁紧摇手，转动升降手轮，使上焊模与工件之距离大于75mm，扳紧锁紧摇手。

d) 双手按下两个下降按钮，使上焊模下降。

e) 放松四支振头固定螺丝，旋转上焊模以配合工件，然后再锁紧四支振头固定螺丝。

f) 松开止赴螺丝，旋转止赴螺丝（M12x1），使之与升降台接触。按紧急上升按钮，使上焊模上升，再旋转止赴螺丝约7mm。

g) 双手按下两个下降按钮，使上焊模下降。放松机体锁紧摇手，转动升降手轮，慢慢将上焊模下降，同时移动下焊模，使工作面与上焊模接触吻合均匀，锁紧机体锁紧摇手。

h) 按紧急上升按钮，使焊头上升，旋转止赴螺丝，大约下降2mm，具体尺寸视工件而定，使操作时止赴螺丝与升降脱离接触。但当下焊模没有工件时，止赴螺丝能够阻止上焊模与下焊模触碰，保护机件不致损坏.

i) 用螺丝压板固定好下焊模于工作台上.

j) 以上操作是校模步骤.更之校模，须在试焊时，一面观察，一面调整，可用复写纸在工件与上焊之间，观察上焊模下压后，白纸上显示的压痕，根据压痕的深浅，用薄垫片垫调下焊模底部，使工件的焊接面受压均匀.

k) 带平面调整调整螺丝机型焊头方向和水平调整方法，外形图

超声波塑料焊接机常见故障的判断

1.打开电源开关，电源指示灯不亮，没有任何动作。

原因:

A.电源线与电源插座接触不良;

B.机器的电源保险丝烧毁。

2.打开电源开关，电源指示灯亮，但没有任何动作，按超声测试按钮有超声波输出。

原因:

A.机器底座与机架连接的五芯线开路;

B.机器程序电路板故障。

3.打开电源开关，电源指示灯亮，但没有任何动作，按超声测试按钮没有超声波输出。

原因:

A.检查机器急停开关是否按下;

B.电源变压器110V或24V电源供电不正常;

C.机器程序电路板故障。

4.机器有动作，但按下超声测试按钮和工作按钮都没有超声输出。

原因:

A.电源变压器110V电源供电不正常;

B.电路主板的110V电源线脱落。

5.按下测试按钮机器能正常工作，但按下工作按钮机器却没有动作。

原因: .

A.工作开关损坏;

B.机器底座与机架连接的五芯线开路。

6.按超声测试按钮时功率负载表指示值大于20%且通过调谐器无法调低。

原因:

A.换能器系统出现故障;

B.机器功率管烧毁。

7.焊接时机器过载指示灯亮，焊件焊接效果不理想。

原因:

A.机器工作气压调节过大; .

B.插入性的焊件配合过紧;

C.换能器系统出现故障。

8.焊件焊接效果不理想，但焊接时过载指示灯不亮，超声波输出较弱。

原因:

A.电源变压器24V电源供电不正常，继电器不动作;

B.机器程序板.上的三端稳压器LM7824损坏。

9.焊件焊接效果不理想，按超声测试按钮听到啸叫声。

原因:换能器系统装配出现问题。

10.打开电源开关就听到微弱的啸叫声。

原因:电路板上功率管烧毁1-2个。

11.工作过程中，焊头下降，但没有超声波输出，焊头也不复位。

原因:

A.机器工作气压调节过小;

B.机器的触发预置按钮损坏或调整不当;

C.机器程序板电路板故障。

12. 机器超声波输出正常，但机器不动作。

原因:

A.压缩泵供气不正常;

B.气路堵塞或气动元件(电磁阀、节流阀或调压阀)有故障。

13. 机器和换能器系统正常，但焊接效果不理想，机器工作时观察功率负载表，指示值小于20%。

原因:

A.焊接模具的下降行程超出设备的允许范围;

B.限位螺杆调节不当。

 一、超声波塑料焊接机使用注意事项

1、超声波塑料焊接机直接使用220v市电，故通电前应将本机体妥善接地，接地电阻应小于4欧姆。

2、电电压变化大于10%时，应给本机装设交流稳压器,确保焊机高效,安全运作。

3、通电后，切勿将手置于上焊模下方，避免高频振动与高压损伤。

4、超声波发声时,不得使上焊模接触到下焊模、郏伋工作台，以避免机件损坏。

5、焊接前切记必须先做音波检测，尤其更换焊模，此操作更不可疏忽.

6、焊模的厂家设计、加工、调校、铡会损坏焊机的超声换能系统。

7、本机的气动系统为塑料制品，所施加的的外气源压力要求不应大于0.5Mpa,否则会弓|起爆破或弓|致烧机。

      超声波塑料焊接机焊接时频率下降会产生可闻噪声,建议长期操作者应配戴护耳器

二、超声波塑料焊接机保养

1、气滤净器中的积水,应在满溢前及时排放。

2、焊机每使用满-月,滑动部位应揩试干净，重新涂上优质润滑油脂。

3、清洁焊机侧板、表面时严禁使用各种熔剂，应使用中性洗剂，轻轻擦试。

4、每隔半年应以干燥之压缩空气吹净机内尘埃。

三、影响塑料熔接效果的因素

1.熔接的各项条件搭配不佳，如:延迟、熔接、固化时间、幼大小调整段数不当、空压等。

2.塑料材质问题，如掺人防火料或色粉等。

3.工件的外型与尺寸。

4.熔接面与焊头接面的远或近。

5.导能线(点)的设计。

6.加工物件的表面清洁与否(如有烤漆或电镀)。

7.不同塑料材质的相互熔合性。

8.底座(下模)的设计太松或太紧。

9.加工周围的环境温度。

10.焊头传送到加工物件的能量。

11.模具设计的精度与样校模的准度。

12.焊头的设计，振幅的大小。

保养

1、 空气滤净器中的积水，应在满溢前及时排放。

2、 焊机每使用满一月，滑动部位应揩试干净，重新涂上优质润滑油脂。

3、 清洁焊机侧板、表面时严禁使用各种熔剂，应使用中性洗涤剂，轻轻擦试。

4、 每隔半年应以干燥之压缩空气吹净机内尘埃。