如何選擇超聲波（塑料/金屬）焊接機(jī)合適的頻率？

如何選擇超聲波（塑料/金屬）焊接機(jī)合適的頻率？

總的來(lái)說(shuō)，低頻設(shè)備允許大振幅、大零件或長(zhǎng)距離焊接。高頻設(shè)備在焊接脆性零件時(shí)更精確，而且不會(huì)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。

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(shí)到20kHz設(shè)備的缺點(diǎn)時(shí)，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(dòng)作柔和，在材料承受反作用35kHz更40kHz時(shí)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(zhǎng)大約是20kHz波長(zhǎng)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(dòng)化設(shè)備。使機(jī)構(gòu)部分運(yùn)動(dòng)，不怎么需要整體移動(dòng)。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(dòng)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(shí)發(fā)出噪聲。而且焊接時(shí)，使零件運(yùn)動(dòng)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(guò)零件傳遞超聲波能量的能力也受到限制。這樣對(duì)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(dòng)的能力會(huì)改進(jìn)過(guò)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電降低。對(duì)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(huì)縮短焊接周期。對(duì)于鉚焊和點(diǎn)焊，使用高頻設(shè)備會(huì)更有效。

使用40kHz的設(shè)備時(shí)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，可以焊接的最大零件尺寸同樣受限制。將尺寸較小的焊頭的各個(gè)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的最大功率的限制（由于轉(zhuǎn)換器內(nèi)晶體較小）。比較起來(lái)，20kHz的焊機(jī)有5ooow的最大功率(大多數(shù)焊機(jī)功率只有1000w)o對(duì)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(duì)于特定應(yīng)用能得到最佳結(jié)果。

對(duì)于如何選擇超聲波（塑料/金屬）焊接機(jī)合適的頻率這件事，需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)探討和試驗(yàn)，才能得到最佳方案，最合適的頻率。