超音波焊接

超聲波模具的設(shè)計和生產(chǎn)一定是非常的簡單。千萬不要被誤導(dǎo)，當(dāng)使用一個加工不當(dāng)或是未經(jīng)過調(diào)諧的超聲波模具焊頭，將給你的生產(chǎn)帶來昂貴的損失——它會破壞焊接效果，甚至更嚴(yán)重的會直接導(dǎo)致超聲波換能器或超聲波發(fā)生器的損壞。因此超聲波模具的設(shè)計絕不像它的外形那樣簡單，相反需要很多的專業(yè)知識和技能。超聲波模具是超聲波技術(shù)中最具有技術(shù)深度的一個方面。即使已經(jīng)擁有幾年的設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我們還是堅信只有通過嚴(yán)格的測試和質(zhì)量控制才能生產(chǎn)出最好的超聲波模具焊頭。我們的工程師將超聲波模具焊頭的聲學(xué)特性和機(jī)械特性完美的結(jié)合起來，設(shè)計出最符合客戶需要的產(chǎn)品。我們生產(chǎn)的每一套超聲波模具，不管是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品還是根據(jù)客戶要求定制的，都是用最好的材料制成的同時經(jīng)過反復(fù)的測試。超聲波模具焊頭的外形、強(qiáng)度以及音頻等各種參數(shù)經(jīng)過多次試驗(yàn)，能符合最為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，超聲波模具達(dá)到最完美的匹配。
　　一、超聲波模具振幅參數(shù)
　　振幅對于需要焊接的材料來說是一個關(guān)鍵參數(shù)，相當(dāng)于鉻鐵的溫度，溫度達(dá)不到就會熔接不上，溫度過高就會使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強(qiáng)度變差。因?yàn)槊恳婚g公司選擇的超聲波換能器不同，超聲波換能器輸出的振幅都有所不同，經(jīng)過適配不同變比的超聲波變幅桿及超聲波焊頭，能夠校正超聲波模具焊頭的工作振幅以符合要求，通常超聲波換能器的輸出振幅為10—20μm，而工作振幅一般為30μm左右，超聲波變幅桿及超聲波焊頭的變比同超聲波變幅桿及超聲波焊頭的形狀，前后面積比等因素有關(guān)，形狀來說如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等，對變比影響很大，前后面積比與總變比成正比。

　　二、超聲波模具頻率參數(shù)
　　任何公司的超聲波焊接機(jī)都有一個中心頻率，例如20KHz、40 KHz等，超聲波焊接機(jī)的工作頻率主要由超聲波換能器（Transducer）、超聲波變幅桿（Booster）、和超聲波模具焊頭（Horn）的機(jī)械共振頻率所決定，發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整，以達(dá)到一致，使超聲波模具焊頭工作在諧振狀態(tài)，每一個部份都設(shè)計成一個半波長的諧振體。超聲波發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個諧振工作范圍，如一般設(shè)定為±0.5 KHz，在此范圍內(nèi)超聲波焊接機(jī)基本都能正常工作.我們制作每一個超聲波模具焊頭時，都會對諧振頻率作調(diào)整，要求做到諧振頻率與設(shè)計頻率誤差小于0.1 KHZ，如 20KHz 超聲波模具焊頭，我們超聲波模具焊頭的頻率會控制在19.90—20.10 KHz，誤差為5‰。
　　三、超聲波模具加工精度
　　超聲波焊頭因?yàn)楣ぷ饔诟哳l振動情況下，應(yīng)盡量保持一個對稱設(shè)計，以避免聲波傳遞的不對稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動（我們所用于焊接的焊頭利用的是超聲波振動的縱向傳遞，對于整個諧振系統(tǒng)而言），不均衡振動能導(dǎo)致超聲波模具焊頭發(fā)熱及斷裂。超聲波焊接應(yīng)用于不同行業(yè)對加工精度要求是不同的，對于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對加工精度的要求非常高，我們所有的加工設(shè)備均采用數(shù)控設(shè)備（如加工中心等），這樣才能保證加工出來的精度符合要求。 
　　四、超聲波模具振動節(jié)點(diǎn)
　　超聲波模具焊頭、超聲波變幅桿均被設(shè)計為一個工作頻率的半波長諧振體，在工作狀態(tài)下，兩個端面的振幅最大，應(yīng)力最小，而相當(dāng)于中間位置的節(jié)點(diǎn)振幅為零，應(yīng)力最大。節(jié)點(diǎn)位置一般設(shè)計為固定位，但通常的固定位設(shè)計時厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定為零振幅，這樣就會引致一些叫聲和一部分的能量損失，對于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離，或采用隔聲材料進(jìn)行屏蔽，能量損失在設(shè)計振幅參數(shù)時予以考慮
　　五、超聲波模具使用壽命
　　一只超聲波模具焊頭的使用壽命關(guān)鍵決定于兩個方面：一、材料，二、工藝。材料方面：超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好（聲波傳遞過程中機(jī)械損耗小）好的特點(diǎn)，所以最常用的材料為鋁合金及鈦合金。材料是保證超聲波模具壽命于熔接產(chǎn)品效果的主要原因之一，超聲波模具完成的過程是復(fù)雜的。所以不僅是超聲波模具工程師設(shè)計務(wù)必慎重選擇材質(zhì)，亦需了解本身產(chǎn)品要求該使用何種材質(zhì)，避免因疏忽而影響其時效與品質(zhì)。