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超聲波鉚接技術介紹-超聲波鉚接原理-深圳市美女黄色软件下载自動化設備有限公司



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    超聲波鉚接技術介紹

    2021-04-23 15:27
    超聲波鉚接是一種連接異種材料(通常是塑料與金屬或異種塑料)的裝配方法。它通過可控熔化和整形塑料柱銷在另一工件上產生鎖頭並將其鎖定。由於超聲波鉚接具有循環時間短、可重複性好、易控製、緊裝配、能一次鉚接多元件等優點,在汽車、五金、電子、電器、儀器儀表、航空航天工業獲得了廣泛的應用。

    超聲波鉚接,有時稱超聲波鉚焊,是一種極好的連接異種材料的裝配方法。在兩工件由異種不可焊塑料組成或者一個工件相對於另一工件簡單的機械固定足夠(不需分子鍵合)時,超聲波鉚接可以代替超聲波焊接。超聲波鉚接最常用於金屬與塑料的連接。


    超聲波鉚接原理及過程


    超聲波鉚接的基本原理是將高頻電能轉化為高頻機械能以往複縱向移動的方式作用於熱塑性塑料,在塑料 / 塑料或者塑料 / 金屬界麵產生摩擦熱,形成局部熔化,通過可控熔化和整形塑料凸台或柱銷以鎖定另一零件。在超聲波鉚接的過程中,熔化塑料的控製塑性塑料,在塑料 / 塑料或者塑料 / 金屬界麵產生摩擦熱,形成局部熔化,通過可控熔化和整形塑料凸台或柱銷以鎖定另一零件。在超聲波鉚接的流用於鎖定另一零件(通常是另一種塑料或金屬)。預成型塑料柱銷從待鎖定零件的孔中穿出,來自焊頭的高頻超聲振動傳遞給柱銷上部,柱銷由於摩擦熱產生熔化並填充焊頭空腔體積,結果產生鉚頭鎖緊零件。塑料柱銷是在持續輕壓下漸次熔化形成鉚頭。焊頭的輕微壓力使柱銷頭部形成特定的形狀(由焊頭端部結構決定)。振動停止後,塑料凝固,異種材料固結在一起。過程中,熔化塑料的控製。

    各種塑料的超聲波鉚接適應性


    超聲波鉚接適用於塑料與其它材料如金屬的連接以及異種塑料的連接。但可能不適合於同種塑料的連接,因為在這種情況下,柱銷的軟化頭有可能與配合件焊在一起並形成尖銳缺口,造成應力集中和脆化接頭。與普通的超聲波焊接剛好相反,通常塑料愈軟,愈容易超聲波鉚接。不過,采用適當的振幅和壓力組合大多數塑料能獲得良好的結果。為取得最好的結果,超聲波鉚接限於用於熔化/軟化溫度差至少達22℃的塑料之間。表1列出了各種常用熱塑性塑料超聲波鉚接難易程度。

    超聲波鉚接特點


    超聲波鉚接優點:循環時間短(通常少於1s)、設計簡單、無彈性複原的緊裝配、成形塑料應力最小、不需耗材如螺釘和鉚釘、單焊頭能進行多元件鉚接、可重複性和過程可控性好(能獲得一致的結果)、在大多數情況下能夠鉚接著色的或鍍鉻的凸台或柱銷。超聲波塑料鉚接設備工作頻率有20、30、40kHz。取決於具體應用,每一種頻率都有利有弊。20kHz優點是有利於大尺寸凸台或柱銷。缺點是在焊接過程中較高振幅可能損傷柱銷底部以及造成表麵壓痕,還會產生聲頻噪音。30kHz優點是幾乎無聲,能鉚接甚至很大的柱銷,超聲波能量保持在近場區而表麵壓痕風險降至最低。缺點是特別小的柱銷可能受到中等振幅的損害,因而更適合於40kHz。40kHz優點是幾乎無聲,非常適合於特別小的柱銷。缺點是可能缺乏足夠的振幅在適當的循環時間完成焊接,因此造成柱銷損傷或者表麵壓痕。難以焊接中到大的柱銷。

    超聲波鉚接是一種熔化和整形柱銷以機械鎖定工件的裝配方法。在兩連接工件由異種不可焊材料(如金屬與塑料)組成或者一個工件相對於另一工件簡單的機械固定足夠(不需分子鍵合)時,超聲波鉚接可以替代焊接。超聲波鉚接最常用於金屬與塑料的連接。

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