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，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，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達(dá)到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個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，這樣就形成一個堅固的分子鏈，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，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時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。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，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。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每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并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實現(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（Tm熔化溫度）和再度凝固點。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。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動能量傳至壓合面，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的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源，溫度有所降低便會導(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、接合點的良好設(shè)計、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)）

材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的?？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氣動傳動系統(tǒng)

包括有：過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。

工作時首先由空壓機(jī)驅(qū)動沖程氣缸，以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動，動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)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成。主要功能是：一是控制氣壓傳動系統(tǒng)工作，使其焊接時在定時控制下打開 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)生器工作時間，本系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化，操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖，便能自動地完在本次焊接全過程。整個控制系統(tǒng)的順序是：電源啟動一觸發(fā)控制信號，氣壓傳動系統(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間，去除超聲發(fā)射，繼續(xù)保持一定壓力時間，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)生器信號采用鎖相式頻率自動跟蹤電路，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)包括三個部分：1驅(qū)動部分2固定部分3工作部分。在以上三個組成部分中，驅(qū)動是核心，一般采用螺栓夾緊的縱向振動換能器，其中半波長縱向振子與四分之一的波長縱向振子，半波長縱向振與半波長聚能器相連接組成一個全波長塑料焊接換能器，而四分之一波長縱向振子與四分之一波長聚能器相連，組成一個半波長換能器。

（2）工具頭

對不同的焊接對象需要有不同工具頭，不管是近場焊接還是傳輸焊接，只有半波長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。

簡要介紹及性能說明

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

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

智能三項保護(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。

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

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

多級振幅控制,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,操作簡單,，焊接參數(shù)方便靈活.，計數(shù)器可輸入初始值，方便計數(shù)記憶。

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

異常自動停機(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)字化計數(shù)器，最高計數(shù)值60000。多種工作狀態(tài)，手動，自動，模式工作。

寬頻帶設(shè)計，諧振頻帶20K設(shè)備從19.500KHZ至20.300KHZ，推薦最佳工作點為19.900KHZ，15K設(shè)備從14.500KHZ至15.300KHZ推薦最佳工作點為14.900KHZ，共計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子

將模具與振動子,用人手單臂最大力度擰緊.確保在長時間振動時不會松懈. 

打開電源總開關(guān),系統(tǒng)會自己進(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)時發(fā)生器會從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,自動平衡:系統(tǒng)在搜索過程中會確認(rèn)最佳參數(shù),存儲并記憶,以此參數(shù)運行,并不需要人工參與.

3,工作電流:當(dāng)按下音波檢測,此項顯示會隨振幅大小而改變,發(fā)生器在不安裝模具時一般在0.3-1.2A,如果超過2A時可能振動子已經(jīng)損壞.安裝好模具后顯示的為模具空載電流,一般情況下不會超過2.5A,當(dāng)按下音波檢測后,此項數(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,請更換模具.

4,自檢啟動:按下此鍵可回到檢測畫面.

5,時間焊接:按下此鍵可轉(zhuǎn)到時間控制焊接模式.

6,檢測結(jié)果:此4個區(qū)域分別顯示設(shè)備各部件的檢測結(jié)果.

7,智能檢測:按下此鍵設(shè)備會從新進(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: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):按下外部兩個綠色啟動按鍵后將顯示啟動.

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

3,正常:正常和緊急停止的顯示.

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

5,手動模式:點擊進(jìn)入手動模式時,按下外部啟動鍵,發(fā)生器會控制外部氣缸下行,然后保持,按下急停鍵后可退回氣缸.一般用于用戶對模.

6,延遲時間:指用戶按下外部啟動按鍵后,氣缸立即下行,等延遲時間結(jié)束后振動子將會發(fā)射超聲波來焊接膠件,一般用戶自行估算從按下啟動鍵到模具接觸到膠件前的時間,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,請設(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間.

7,熔接時間減微調(diào):以10ms減少熔接時間.

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

9,熔接時間加微調(diào):以10ms增加熔接時間.

10,冷卻時間:又稱固化時間,是指焊接完成后模具停留在膠件上等待冷卻的時間,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)備會自動搜索新安裝焊頭最佳工作頻點。請?zhí)貏e注意。

   建議每3個月清理一次電箱內(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，焊頭與振動組接觸面應(yīng)比較清潔。