超声波焊接机
摘要
超声波焊接机在焊接工作时发热量比较低，不会出现氧化的形象，还可以保持不同种类材料的在焊接之后的性能不变，诸多的作用使超声波焊接机开始被大众应用。同时可以按自动化水平进行分类，可以分成自动或手动焊接机以及半自动超声波焊接机。但是超声波焊接机的技术发展较缓慢，使用者对超声波焊接机的应用和使用都片面的了解，因此本文结合超声波焊接机的应用原理以及构成展开分析，并提出关于超声波焊接机的应用以及维护，让大众能够对超声波焊接机能够进一步了解并运用，使超声波焊接机更具现实的发展意义。
关健词:超声波；焊接机；自动化；应用
超声波焊接是发展热塑性塑料制品的连接方法中最具潜力的一种，尤其是在二次连接中，超声波焊接机是主要的使用器械，与电烫合等传统的工艺相比，不仅生产效率大大提高，焊接的效果也更突出，同时还有节能环保的优势，是极具潜力的发展行业。
1 超声波焊接原理
超声波焊接采用的是机械振动能量，同时满足20KHz以上的超声波频率的条件，是将同一类或者不同种类的金属和塑料等材料连接在一起的一种独特的焊接方式。固定功率的超声波信号通过超声波换能器转换为与其对应的声能，在利用聚能器将超声波聚焦，高度的聚焦超声波会增加超声波能量，在将高强度的超声波覆盖到别焊接的金属片的表面上，就会发生明显的物理效应，将金属晶格里面的粒子成分瞬间激活，将金属面的结合部分融合并且深入牢固的焊接到一起。简单来说就是用过高频率的震动能量覆盖在被焊接的物体上，短时间内的相互摩擦间产生足够的热量将物品结合在一起。
在超声波焊接机工作时并不需要顾虑热传导或者电阻率等的问题，所以，有色金属的箔片无论厚度如何都是可以达到预期的焊接效果的，即使是焊接难度最大的铝与其相关的合金材料等的焊接，也能够保证焊接的质量，这一点是超声波焊接机的重要优势。在本文中会介绍相关的的铝箔超声波焊接机的开发和应用，促进超声波焊接机的研究发展。
2 超声波焊接机构成及运转 2.1 超声波焊接机的主要构成
超声波焊接机主要有是三个组成部分，分别是超声波发生器、换能器系 统以及稳压电源。还有一套机械控制系统运动，使焊头可以进行横向、升降、旋转以及焊轮等的运动沿着被焊物体的延展方向的进行超声波焊接。横向运行就是由电机带减速机经过一套齿轮齿条的环节，这个环节需要一个介轮来驱动完成。将齿条固定在机架之上，在齿轮运转的过程中使焊接机运转，介轮能够将动力进行分配，并且传递给另外一套驱动焊接轮的齿轮机构。升降运行就是利用驱动气缸来带动焊接轮运转，直到焊接轮上的材料全焊完毕之后，有气缸驱动压下，进行焊接的时候，经过气缸焊接轮施压在焊接轮的表面，在焊接工作不运转的情况下会利用弹簧来回复原状。在这一系列的焊接机构中，超声波发生器中的电流以及运转速度和压力都是可以手动或自动控制调整的。
2.2超声波发生器
超声波焊接机中的主要装置就是超声波发生器，超声波发生器的性能的质量对焊接的质量有直接的影响。例如在KAMPF, SCHMUTZ分卷机中就是使用的产品皆是出自德国KLN公司，投入使用时出现多种事故问题，焊接的质量受到严重影响，也对保养和维护设备的工作带来更多的麻烦，超声波发生器在国内是十分紧要的问题，但目前已经得到有效的解决。
2.3有关计算 在焊接运作的过程中，要在焊接轮滚动在铝箔介面的时候还要随着焊接轮朝水平方向移动。此时就需要焊接轮和轮面之间的切点的线速度等于焊接机运行速度，若是将线速度设为V1，运行速度设为V2 ，就可以表明V1=V2 ，这样就可以使焊接轮在材料介面上运转时保障材料不被毁坏。
3 超声波焊接机的改建与应用 3.1 超声波焊接机的改建
焊接机机械经过严密的研发，使其精准度大大提高，这样就能够对铝箔焊接进一步保证质量。 3.1.1 关键部件
超声波焊接机要确保关键部件的质量达到标准规格，导向杆和材料以及热处理都要达到计划的要求，科学的实施才能保证超声波焊接的精准度，所以一旦发现关键部件有异样一定要马上替换，不能轻视存在的隐患。
3.1.2 弹簧
在焊接机工作时，弹簧对机械的压力有重要作用。将复位弹簧调整并控制到最佳的压缩量，科学的展开焊接工作，给予活塞
合理的空气压力。为不同的厚度的铝及相关的合金材料寻找最合适的焊接速度，调整最佳的焊接压力以及电流等参数。
3.1.3 焊接机械改造
在显存的超声波焊接机中，对机械系统加以改造完善，可以对焊接头进行双焊头的设计，单项或者反复焊接的模式也可以大胆的创新尝试。这些创新的设计不仅能够改善在焊接时焊头的发生的倾斜或者齿轮出现损坏以及焊接轮毁坏等问题，还能够完善焊轮齿轮以及齿条运行只能单方向的局限的问题。可以加大对齿轮和齿条的运转的束缚或者运用焊轮与齿型带一同转动的形式来解决双焊头在往复焊接过程中问题。此外，还可以尝试将焊接的部分调整到焊接导轮上，这样的方式是根据立式分机焊接技术得来的，这样做的好处就是可以保护导轮表面不受损害，避免铝箔等材料出现问题。
3.2 超声波焊接机的应用
将超声波焊接机应用到铝箔分卷机是发展进步的成果，在一些大型的铝加工厂中可以得到有效的利用。超声波焊接机能够焊接0.0065-0.04mm厚度的铝以及及其相关的合金材料。切焊接的质量高效，可以连续并且十分牢固，使生产中的所有需求都得到满足。
4 主要部件的选型对日常维护的影响 4.1 焊头与焊座
超声波焊接机的主要部件很多，每一个都会直接对焊接质量造成影响。尤其是焊头跟焊座的部分，在选择材料、制作工艺以及热处理上都是需要注意的部分，对焊接质量影响巨大。
大多超声波焊接机中的焊头、焊座都是以高速工具钢作材料的，也有结构钢或者合金结构钢等其他的材料，对比之下，加工高速工具钢比较有难度，相比成本也是比较高的，但是在传递高频震动的机械运动波长其范围是比其他材料要更广，能够使焊接更加稳定；相较于结构钢或者是合金结构钢制作的焊头和焊座的传递高频率震动的机械波长就是较小的范围，而且要求加工更加的精细，否则，焊接参数很难被调节，对焊接的稳定有直接的影响。此外，在选取换能器以及加速器等重要的部分时对他们的配置要求更加严苛，互换能力降低，若是出现破损的情况是很难及时替换的，这样的情况下，设备的使用寿命会大大降低。 4.2 焊接介质对焊接性能的影响
选择焊接的介质的时候也要注意，也是能够直接对焊接质量造成影响的。若是在焊接记录参数不准确时也同样会对维护带来不小的麻烦。焊接工作的时候，通常情况下软一些的介质需要直接接触到焊头。比如在铝片和镍片在焊接的过程中，最佳的方式就是把镍片放在铝片的上方，这样就可以避免铝片在焊接后直接粘在焊头上。
铝的材料具有质地软和熔点低的特点，所以在焊接就过程中需要的能量也会比较少。焊接在同等参数下，铜网和镍片焊接需要的能量要比铝网以及铝片的焊接所需能量要多出超过一倍的能量，尽管焊接的物品相同，焊物体的介面是否洁净等原因同样会导致参数调节不同。
5 结论
超声波焊接机不断的创新研究，化解了铝箔分卷机国产化的难题。最为新型的焊接工艺，超声波焊接机已经在金属箔片以及塑料等焊接企业中广泛的应用，并取得较好的成绩，但目前来说，超声波焊接机的技术研发的专业人员还是较缺乏的，对超声波焊接机的应用途径也比较狭窄，但是，随者着科技不断发达，技术的研发也会得到满足，超声波焊接机在未来很多领域都会大面积使用。
参考文献
[1]王启顺.超声波焊接机机械运动分析[J].轻合金加工技术,2003,10:47-50.[2]张晓娟.超声波焊接机的日常维护[J].纺织信息周刊,2003,35:13.[3]陆晓燕.超声波塑料焊接机的振动系统设计[J].装备制造技术,2010,04:58-60.[4]关长石,费玉石.超声波焊接原理与实践[J].机械设计与制造,2004,06:104-105.[5]民.超声波焊接机[J].工程塑料应用,1983,02:8.[6]王叶,陈斌.超声波焊接原理及其工艺研究[J].科技创业家,2013,07:158.
