超声波塑料焊接模具与金属焊接模具
你可能经常会有这样的想法：焊头的设计和生产一定是非常的简单。千万不要被误导，当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头，将给你的生产带来昂贵的损失——它会破坏焊接效果，甚至更严重的会直接导致换能器或发生器的损坏。因此焊头的设计绝不像它的外形那样简单，相反需要很多的专业知识和技能——如何保证焊头能够最经济的工作？如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上，形成持续稳定的焊接。
其实超声波焊头和超声波模具关系到最终焊接质量，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最大的振幅。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。
超声波焊接模具制作
美斯特超声波在塑料焊接领域的模具和焊头设计制造有十多年的经验，经过发展已经拥有一定成熟的技术团队，可根据客户对塑料焊接技术的不同要求来量身订制超声波模具与超声波焊头。其中，超声波焊头通过应用像有限元分析（ FEM 3D ）这样的工艺，我们的工程师将焊头的声学特性和机械特性完美的结合起来，设计出最符合客户需要的产品。就超声波焊接而言，FEA 计算机模拟同样是一种很有价值的分析工具，加工者可以在装配过程中用该方法解决焊接问题。FEA能够提供3D计算机模拟分析焊头性能，预测超声震动频率、振幅和压力。这些数据能够鉴定其他方法所无法确定的问题。
超声波焊接领域中，最有技术性的就是超声波HORN的设计与制造，因为它含盖曲率、波长、声速度、热传导、材料密度、机械加工温度的整合，机台的振荡系统是固定的，若以超声波焊接机是20KHZ(振动20000次/秒)×1500W(推动摩擦位移的功率)，超声波HORN经雕刻成形，至最后的形状尺寸确定后，振动频率与振幅就是要符合20KHZ与1.2安培以内的空载振幅，这个过程也就是整合上述的技术要领，超声波电子控制箱、机台、超声波下模，都可以由客户自制，惟独超声波HORN制造时，必需预留频率调整量的尺寸与检测，因为振动频率与电流超过时，超声波 HORN就要报废，无法补焊与整修，是其最难处，若无此信息与经验而自制超声波HORN，最易产生瞬间超负荷的应力，让超声波的心脏振荡子破裂，是以建议此部份仍需找专业厂商制造为宜。
美斯特超声波专业提供：超声波焊接模具、超声波焊接上模、超声波焊接底模/底座、超声波焊头、超声波换能器，另还设计热熔与热板焊接模具。
超声波焊接模具及配件介绍
超声波焊接模具：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最大的振幅。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。针对不同的焊接样品就需要设计不同的焊接模具。
超声波焊接模具工作原理：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最大的振幅。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。
超声波换能器说明：换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器由8～16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。压电陶瓷圆盘换能器用作基本的超声波换能器，由它发射和接收超声波信号；Cymbal阵列接收器位于圆盘式压电换能器之上，作为超声波接收器，用于接收圆盘换能器频带之外的多普勒回波信号。本发明的作用距离大于35m，频带宽度达到10kHz，能检测高速移动的远距离目标。
超声波换能器产品特点：1、振幅大：经电脑优化设计的结构，振速比高，前盖板振幅大；2、输出大：相对于单位面积电压功量大；3、功率大：在预应力螺杆的作用下，压电陶瓷的能量得到最大程度的发挥；4、耐热性好：谐振阻抗小、发热量小、使用温度范围广；5、可靠性高：使用寿命长；6、性能高：机械品质因数高，电声转换效率高。
超声波焊头：是所有超声波发射端的通称，它的作用是将换能器产生的超声波耦合到被加工物体中。因其要传递超声波，故焊头一定要工作在谐振状态，即它的固有谐振频率要与换能器相匹配；其次是振幅要均匀焊头端面形状要适应被焊接工件的形状。
超声波焊接模具制作要求： 1、产品的要求： 决定模具的使用寿命，磨损率，因而决定采用何种金属。2、产品的形状： 采用何种熔接工艺，设定模具的大小，压力传达区，产品在熔合时可能产生的变形，需要多大功率和何种功能。是否可以一次熔接 完成工作。3、产品的塑料性质：决定模具的工作震幅，那一件工作应接受超声能量，导能线的形式，位置，大小。在不同的塑料组合时，应怎样设计接触位？
超声波焊接模具产品规格
1、维持精密，耐久性。
2、频率范围为40KHz--15KHz。
3、材料是进口合金钢、航空镁铝合金、钛合金等。
4、表面有抛光、氧化、镀铬等处理。
超声波焊接模具主要功能
1、美斯特超声波模具根据产品的形状，专一定做不同规格德热熔制具；
2、美斯特超声波模具机身紧凑，占用空间小，移动方便
3、美斯特超声波机器模具一体式设计，优化了因调试模具造成的产品报废。
超声波焊接模具应用领域
美斯特专用提供：超声波焊接模具上模，超声波焊接模具底模（超声波焊接模具下模、超声波焊接模具底座），超声波焊头，超声波换能器，热熔焊接模具，热板焊接模具；超声波塑料焊接机模具，超声波金属焊接模具，超声波金属点焊模具，汽车超声波塑料点焊模具，超声波金属管封尾模具，超声波金属滚焊模具，超声波线束焊模具等。
具体应用于：
塑料焊接范围——超声波塑料焊接机，超声波笔记本电池焊接机，超声波名片盒焊接机，超声波电蚊拍焊接机，超声波塑料文具焊接机，超声波电源适配器焊接机，超声波儿童玩具焊接机，超声波塑料瓶盖焊接机，超声波塑胶油桶盖焊接机，超声波润滑油桶盖焊接机，超声波电熨斗焊接机，超声波汽车尾灯焊接机，超声波水电表外壳焊接机，超声波塑胶U盘外壳焊接机，超声波手机充电器焊接机，超声波吸尘器把柄焊接机，超声波过滤袋专用焊接机等。
金属焊接范围——超声波金属焊接机，超声波金属点焊机，超声波金属线束焊接机，超声波汽车线束焊接机，超声波线束端子压焊机，超声波铜管封尾焊接机，超声波金属滚焊机，超声波太阳能金属滚焊系统，超声波铜片铜箔金属点焊机，超声波电池金属点焊机，超声波铝片铝带金属点焊机，超声波漆包线焊接机，超声波锂电池极片极耳点焊机等。
汽车焊接范围——超声波汽车内饰件点焊机，超声波汽车前罩总成焊接机，汽车门板热熔铆点焊接机，汽车车标牌热铆焊机，汽车车尾灯热板焊接机，汽车塑料碳罐热板焊接机，汽车仪表盘焊接机，汽车塑料水箱油箱焊接机，汽车安全气囊线束焊接机，汽车滤清器焊接机等。
非标焊接范围——太阳能铜管冲孔翻边机，超声波中空板焊接机，皮革热熔压花焊接机，无纺布过滤袋自动热风焊接机，超声波无纺布花边缝合机，塑料医疗产品热熔焊接机，平板膜过滤热板焊接机，超声波无纺布中缝焊接机，超声波日用品软管封尾机，超声波空调贯流风叶焊接机等。
超声波焊接模具基础知识
一、超声波模具振幅参数
振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的超声波换能器不同，超声波换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的超声波变幅杆及超声波焊头，能够校正超声波模具焊头的工作振幅以符合要求，通常超声波换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，超声波变幅杆及超声波焊头的变比同超声波变幅杆及超声波焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
二、超声波模具频率参数
任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，超声波焊接机的工作频率主要由超声波换能器（Transducer）、超声波变幅杆（Booster）、和超声波模具焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使超声波模具焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内超声波焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个超声波模具焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 超声波模具焊头，我们超声波模具焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。
三、超声波模具振动节点
超声波模具焊头、超声波变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑
四、超声波模具加工精度
超声波焊头因为工作于高频振动情况下，应尽量保持一个对称设计，以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动（我们所用于焊接的焊头利用的是超声波振动的纵向传递，对于整个谐振系统而言），不均衡振动能导致超声波模具焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的，对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高，我们所有的加工设备均采用数控设备（如加工中心等），这样才能保证加工出来的精度符合要求。
五、超声波模具使用寿命
一只超声波模具焊头的使用寿命关键决定于两个方面：一、材料，二、工艺。材料方面：超声波焊接要求金属材料有柔顺性好（声波传递过程中机械损耗小）好的特点，所以最常用的材料为铝合金及钛合金。材料是保证超声波模具寿命于熔接产品效果的主要原因之一，超声波模具完成的过程是复杂的。所以不仅是超声波模具工程师设计务必慎重选择材质，亦需了解本身产品要求该使用何种材质，避免因疏忽而影响其时效与品质。
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