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影響超聲波模具壽命的因素

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作者:李工網址:http://www.apwanyu.cn

  超聲波焊接機模具也稱為超聲波焊頭。超聲波焊接機模具的使用壽命關鍵決定于兩個方面的因素:一個是材料,另一個就是工藝了!

 

  首先我們來說說材料方面的因素:超聲波焊接機焊接要求金屬材料有柔順性比較好(聲波傳遞過程中機械損耗小)的特點,所以超聲波焊接機焊頭最常用的材料是為鋁合金或者是鈦合金。
   

超聲波模具材料

  但超聲波金屬焊接要求焊頭還要具有耐磨損的特點,這就要求有比較高的硬度,因為我們超聲波焊接機焊頭材料的選擇就變得比較困難了,因為在大家的一般常識里面硬度和韌性似乎是天生對立的,這就要求我們選擇非常高要求的材料,因此我們選擇的優質鋼村料就剛好能夠比較好地解決這個矛盾問題,使超聲波焊接機焊頭的有效壽命可以盡量地提高。

 

  然后就是工藝方面的因素:包括有超聲波焊接機模具的加工工藝以及后續的處理工藝,加工工藝我們在前面已詳細的進行描述過了,后續的處理包括熱處理及參數的修整,基于我公司選擇的材料,我們有獨創的熱處理工藝去保證;在每一個焊頭制作完成后,單獨都要進行參數的測定及調整,以保證出品。

   

超聲波模具設計

   

超聲波焊接模具應用解析

 

  首先我們來說說超聲波焊接機焊頭、變幅桿均被設計為一個工作頻率的半波長諧振體,在工作狀態下,兩個端面的振幅最大,應力最小,而相當于中間位置的節點振幅為零,應力最大。節點位置一般設計為固定位,但通常的固定位設計時厚度要大于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,或采用隔聲材料進行屏蔽,能量損失在設計振幅參數時予以考慮。

 

超聲波焊接機焊接通常會在焊接位表面,底座表面設計網紋,網紋設計的目地在于防止金屬件的滑動,盡可能將能量傳遞到熔接位。網紋設計一般有方形、菱形、條形網紋。黃金手飾等金屬包覆焊頭與底座根椐要求不能設計紋路,網紋的大小與深淺根據具體的焊接材料要求來確定。

 

超聲波有限元分析軟件


  超聲波模具因為工作于高頻振動情況下,應盡量保持一個對稱設計,以避免聲波傳遞的不對稱性導致的不均衡應力及橫向振動(我們所用于焊接的焊頭利用的是超聲波振動的縱向傳遞,對于整個諧振系統而言),不均衡振動能導致焊頭發熱及斷裂。超聲波焊接應用于不同行業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,我們所有的加工設備均采用數控設備(如加工中心等),這樣才能保證加工出來的精度符合要求。

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