超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。
1、气动传动系统
包括有:过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。
工作时首先由空压机驱动冲程气缸,以带动超声换能器振动系统上下移动,动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。
2、控制系统
控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是:一是控制气压传动系统工作,使其焊接时在定时控制下打开气路阀门,气缸加压使焊头下降,以一定压力压住被焊物件,当焊接完后保压一段时间,然后控制系统将气路阀门换向,使焊头回升复位;二是控制超声波发生器工作时间,本系统使整个焊接过程实现自动化,操作时只启动按钮产生一个触发脉冲,便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是:电源启动一触发控制信号 气压传动系统,气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作,发射超声并保持一定焊接时间 去除超声发射 继续保持一定压力时间 退压,焊头回升 焊接结束。
3、超声波发生器
(1)功率较大的超声波塑料焊接机,发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路,使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。
(2)功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器,也具有一定的频率跟踪能力。
4、超声波塑料焊接机使用的声学系统
(1)换能器
超声波塑料焊接机用的声学系统包括三个部分:1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个组成部分中,驱动是核心,一般采用螺栓夹紧的纵向振动换能器,其中半波长纵向振子与四分之一的波长纵向振子,半波长纵向振与半波长聚能器相连接组成一个全波长塑料焊接换能器,而四分之一波长纵向振子与四分之一波长聚能器相连,组成一个半波长换能器。
(2)工具头
对不同的焊接对象需要有不同工具头,不管是近场焊接还是传输焊接,只有半波长的工具头才能使焊接端面达到的振幅。工具头,有带振幅放大的和不带振幅放大的两种,塑料焊接机用声学系统工具头,所用材料通常为铝合金,其端面镀硬质合金,功率较大时也有用钛合金材料制成的,该材料疲劳强度比铝合金高一倍多。
超声波焊接用于塑料材质的产品,包括PP、PA、PPO等,主要常见的行业用途包括:
一、医用器材
广泛适用于:药液过滤器、输液器、口罩、氧气袋、血袋、过滤呼吸器、心血过滤器、医用手术器材等精密、高可靠性的医用产品。
二、汽车
超声波可通过计算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接如:保险杠、油箱盖、前后门、灯具、车灯等。随着高等级道路的发展,反光片也越来越多的采用超声波焊接。
三、仪器仪表:
可用于PPO材质的水表、热量表、专用仪表等仪器仪表
四、家电
与我们日常生活息息相关的家用电器,塑胶件的连接绝大多数都都通过超声波焊接设备来实现,比如:手提日光灯罩,电熨斗、电视机外壳、收录机透明面板、贯流风叶、电源整流器、电视机壳螺丝固定座、减蚊灯壳、灯泡、灯管、遥控器、插座、洗衣机脱水槽等需要密封、牢固和美观的家电产品。
五、包装/电子
在包装领域超声波焊接设备也是大显身手:软管的封口,特殊打包带、咖啡杯、各式餐盒、纸杯的连接等等。