超聲波速焊機(jī)操作章程

1.目的：

1.1規(guī)范設(shè)備操作程序與相關(guān)事項(xiàng)，提高操作效率、減少不良及設(shè)備可靠性。

2.適用范圍：

2.1本公司超聲波速焊機(jī)器的使用。

3.儀器介紹：

當(dāng)  3.1當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動(dòng)，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng)，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素，焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值，能量超過適宜值時(shí)，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不x易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個(gè)最佳壓力是焊接部分的邊長(zhǎng)與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

3.2 影響焊接的因素

其最主要的因素包括聚合物結(jié)構(gòu)，熔化溫度、柔韌性（硬度）、化學(xué)結(jié)構(gòu)。         

3.3聚合物結(jié)構(gòu)：

非結(jié)晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化 及至流動(dòng)的溫度（Tg玻璃化溫度）。這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動(dòng)并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的焊接。半結(jié)晶型聚合物分子排列有序，有明顯的熔點(diǎn)（Tm熔化溫度）和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的，能吸收部分高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓合面，幫要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化熱度）才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也決定了這類材料熔點(diǎn)的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源，溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性（例如：高振幅、接合點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備）才能取得超聲波焊接的成功。

3.4熔化溫度

聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多.

3.5硬度（彈力系數(shù)）

材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。

3.6 化學(xué)結(jié)構(gòu)

超聲粘接是塑膠玩具業(yè)中使用得非常廣泛的一種緊固聯(lián)接的方法，但并非所有的塑膠都可以超聲粘接的。這跟塑膠的性能有關(guān)系，一般來講，非極性化合物(如PP， PE)是很難超聲的，極性化合物是可以超聲的，而且極性化合物之間也是可以超聲的，如PS與PMMA之間是可以超聲的，典型的產(chǎn)品，如望遠(yuǎn)鏡系列，望遠(yuǎn)鏡的鏡片是PMMA的，而鏡身可能是PS或者ABS，就可直接把PMMA鏡片超聲粘接到PS或者ABS鏡身上，而一般來說，玩具產(chǎn)品中的硬膠使用得最多的就是聚苯乙烯（PS）及其改良品種，所以超聲粘接使用得最多的就是PS。

4.設(shè)備配置

超聲波塑料焊接設(shè)備由氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機(jī)械裝置等組成。

4.1氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)

包括有：過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。

工作時(shí)首先由空壓機(jī)驅(qū)動(dòng)沖程氣缸，以帶動(dòng)超聲換能器振動(dòng)系統(tǒng)上下移動(dòng)，動(dòng)力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定。

4.2控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由時(shí)間繼電器或集成電路時(shí)間定時(shí)器組成。主要功能是：一是控制氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作，使其焊接時(shí)在定時(shí)控制下打開 氣路閥門，氣缸加壓使焊頭下降，以一定壓力壓住被焊物件，當(dāng)焊接完后保壓一段時(shí)間，然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向，使焊頭回升復(fù)位；二是控制超聲波發(fā)生器工作時(shí)間，本系統(tǒng)使整個(gè)焊接過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作時(shí)只啟動(dòng)按鈕產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，便能自動(dòng)地完在本次焊接全過程。整個(gè)控制系統(tǒng)的順序是：電源啟動(dòng)一觸發(fā)控制信號(hào)，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作，發(fā)射超聲并保持一定焊接時(shí)間，去除超聲發(fā)射，繼續(xù)保持一定壓力時(shí)間，退壓，焊頭回升，焊接結(jié)束。

4.3超聲波發(fā)生器

（1）功率較大的超聲波塑料焊接機(jī)，發(fā)生器信號(hào)采用鎖相式頻率自動(dòng)跟蹤電路，使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致。

（2）功率在500W以上的超聲波塑料焊接機(jī)所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器，也具有一定的頻率跟蹤能力。

（3）鴻志專用發(fā)生器為它激式全橋自動(dòng)頻率跟蹤電路。

4.4超聲波塑料焊接機(jī)使用的聲學(xué)系統(tǒng)

（1）換能器

超聲波塑料焊接機(jī)用的聲學(xué)系統(tǒng)包括三個(gè)部分：1驅(qū)動(dòng)部分2固定部分3工作部分。在以上三個(gè)組成部分中，驅(qū)動(dòng)是核心，一般采用螺栓夾緊的縱向振動(dòng)換能器，其中半波長(zhǎng)縱向振子與四分之一的波長(zhǎng)縱向振子，半波長(zhǎng)縱向振與半波長(zhǎng)聚能器相連接組成一個(gè)全波長(zhǎng)塑料焊接換能器，而四分之一波長(zhǎng)縱向振子與四分之一波長(zhǎng)聚能器相連，組成一個(gè)半波長(zhǎng)換能器。

（2）工具頭

對(duì)不同的焊接對(duì)象需要有不同工具頭，不管是近場(chǎng)焊接還是傳輸焊接，只有半波長(zhǎng)的工具頭才能使焊接端面達(dá)到最大的振幅。工具頭，有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種，塑料焊接機(jī)用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭，所用材料通常為鋁合金，其端面鍍硬質(zhì)合金，功率較大時(shí)也有用鈦合金材料制成的，該材料疲勞強(qiáng)度比鋁合金高一倍多。

簡(jiǎn)要介紹及性能說明

開機(jī)自動(dòng)搜索振子及焊頭諧振頻率，檢測(cè)系統(tǒng)電源，焊頭頻率范檢測(cè)，按鍵是否失靈。確認(rèn)最佳工作頻點(diǎn)，存儲(chǔ)記憶。最后判斷焊頭電流是否小于3.5A。確認(rèn)正常后開機(jī)解除各部位啟動(dòng)按鍵鎖，否則設(shè)備不能正常啟動(dòng)。

      設(shè)備每次發(fā)射音波前面0.0035秒為模具好壞判斷時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)如果工作電流大于5A,將會(huì)從新搜索模具頻率。

智能三項(xiàng)保護(hù)功能，模具電流過高保護(hù)，頻率偏移保護(hù)，總輸出過大保護(hù)。為機(jī)器保架護(hù)航。

精確的時(shí)間控制，無時(shí)間差，最長(zhǎng)時(shí)間為9.999秒,可達(dá)1ms遞增減(千分之一秒)，

直接輸入式快速時(shí)間設(shè)置，比使用導(dǎo)航鍵加減時(shí)間設(shè)置速度快。

多級(jí)振幅控制,大小膠件均能完美焊接 ,有效減少激穿,燙傷等不良品，

4.3寸觸摸屏顯示，各部份參數(shù)明確,操作簡(jiǎn)單,，焊接參數(shù)方便靈活.，計(jì)數(shù)器可輸入初始值，方便計(jì)數(shù)記憶。

智能化頻率控制系統(tǒng)，免去手動(dòng)調(diào)頻之不便，音波過載自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)到佳頻帶，時(shí)實(shí)跟蹤最佳諧振點(diǎn)，機(jī)器運(yùn)行更穩(wěn)定，振動(dòng)組溫度保持最低點(diǎn)，焊頭溫度升高跟隨的頻率變化，機(jī)器自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。

異常自動(dòng)停機(jī)，降低產(chǎn)品不良率，防止機(jī)器損壞。全中文介界操作，數(shù)字化計(jì)數(shù)器，最高計(jì)數(shù)值60000。多種工作狀態(tài)，手動(dòng)，自動(dòng)，模式工作。

寬頻帶設(shè)計(jì)，諧振頻帶20K設(shè)備從19.500KHZ至20.300KHZ，推薦最佳工作點(diǎn)為19.900KHZ，15K設(shè)備從14.500KHZ至15.300KHZ推薦最佳工作點(diǎn)為14.900KHZ，共計(jì)800HZ帶寬適用于各種廠家及新舊焊頭.20K2600W保護(hù)電流為10A，1800W為6.5A。匹配電容量為11000PF-22000PF，阻抗為3－20歐換能器

5.0操作說明

一,將模具連接振動(dòng)子接觸面用酒精或天那水清理干凈

二,安裝緊固模具與振動(dòng)子

將模具與振動(dòng)子,用人手單臂最大力度擰緊.確保在長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)時(shí)不會(huì)松懈. 

打開電源總開關(guān),系統(tǒng)會(huì)自己進(jìn)入自檢程序,

設(shè)備開機(jī)自檢畫面各功能說明                  

1,顯示當(dāng)前頻率:當(dāng)開機(jī)時(shí)發(fā)生器會(huì)從20.200KHZ住下搜索頻率,直到19.500KHZ截止,如果模具頻率不在此范圍內(nèi),系統(tǒng)將顯示不在范圍或振子丟失.

2,自動(dòng)平衡:系統(tǒng)在搜索過程中會(huì)確認(rèn)最佳參數(shù),存儲(chǔ)并記憶,以此參數(shù)運(yùn)行,并不需要人工參與.

3,工作電流:當(dāng)按下音波檢測(cè),此項(xiàng)顯示會(huì)隨振幅大小而改變,發(fā)生器在不安裝模具時(shí)一般在0.3-1.2A,如果超過2A時(shí)可能振動(dòng)子已經(jīng)損壞.安裝好模具后顯示的為模具空載電流,一般情況下不會(huì)超過2.5A,當(dāng)按下音波檢測(cè)后,此項(xiàng)數(shù)值如果大于2.5A,且有尖銳噪音產(chǎn)生,表明模具已經(jīng)損壞,請(qǐng)更換模具.

4,自檢啟動(dòng):按下此鍵可回到檢測(cè)畫面.

5,時(shí)間焊接:按下此鍵可轉(zhuǎn)到時(shí)間控制焊接模式.

6,檢測(cè)結(jié)果:此4個(gè)區(qū)域分別顯示設(shè)備各部件的檢測(cè)結(jié)果.

7,智能檢測(cè):按下此鍵設(shè)備會(huì)從新進(jìn)入自檢狀態(tài),叛斷各部件是否處于正常狀態(tài).

8,音波檢測(cè):按下此鍵,可以觀察工作電流,諧振頻率參數(shù).

9,振幅顯示:振幅顯示和選擇區(qū)域.

1,待機(jī):按下外部?jī)蓚€(gè)綠色啟動(dòng)按鍵后將顯示啟動(dòng).

2,計(jì)數(shù)器:顯示設(shè)備工作的次數(shù),按下文字區(qū)域計(jì)數(shù)清零.

3,正常:正常和緊急停止的顯示.

4,自動(dòng)模式:開機(jī)初始化后進(jìn)入自動(dòng)模式, 自動(dòng)模式會(huì)根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行周期性的工作.  

5,手動(dòng)模式:點(diǎn)擊進(jìn)入手動(dòng)模式時(shí),按下外部啟動(dòng)鍵,發(fā)生器會(huì)控制外部氣缸下行,然后保持,按下急停鍵后可退回氣缸.一般用于用戶對(duì)模.

6,延遲時(shí)間:指用戶按下外部啟動(dòng)按鍵后,氣缸立即下行,等延遲時(shí)間結(jié)束后振動(dòng)子將會(huì)發(fā)射超聲波來焊接膠件,一般用戶自行估算從按下啟動(dòng)鍵到模具接觸到膠件前的時(shí)間,比如為0.5秒,即設(shè)置小于等于0.5秒,來達(dá)到提前發(fā)超聲波的目的.如需滯后發(fā)波,請(qǐng)?jiān)O(shè)置大于0.5秒的數(shù)值,一般推薦提前發(fā)波設(shè)置. 觸摸文字區(qū)域直接輸入需要的時(shí)間.

7,熔接時(shí)間減微調(diào):以10ms減少熔接時(shí)間.

8,熔接時(shí)間:指發(fā)射超聲波的時(shí)間.太小將熔接不好膠件,太大會(huì)將膠件擊穿,實(shí)際根據(jù)膠件大小設(shè)定.

9,熔接時(shí)間加微調(diào):以10ms增加熔接時(shí)間.

10,冷卻時(shí)間:又稱固化時(shí)間,是指焊接完成后模具停留在膠件上等待冷卻的時(shí)間,通常設(shè)置為0.1-0.3秒.

特別重要提示，為了人身安全和設(shè)備使用性能的發(fā)揮，在從新安裝焊頭時(shí)務(wù)必將設(shè)備電源關(guān)閉，待安裝好后再打開電源，設(shè)備會(huì)自動(dòng)搜索新安裝焊頭最佳工作頻點(diǎn)。請(qǐng)?zhí)貏e注意。

   建議每3個(gè)月清理一次電箱內(nèi)灰塵，機(jī)械部份應(yīng)噴上防銹油，顯示屏屬高精度產(chǎn)器，不可用氣槍吹和水洗，焊頭與振動(dòng)組接觸面應(yīng)比較清潔。