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超声波模具的使用寿命关键因素
添加时间:2019-11-04
超声波模具的使用寿命关键因素

超声波模具的使用寿命关键决定于三个方面:

a、材料,

b、工艺 

c、形状设计(不恰当的形状设计会导致声波传输应力集中,严重的会造成超声波模具破裂)

材料方面:超声波模具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。


现将目前各种材料的特性略述如下:

A、铝镁合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)

7075T651:使用于振动系统及Horn制造,该材料具有极高的机械屈服强度,硬度高, 热传导性强,是理想的超声波模具制造材料;

2024T651:一般使用HORN制造,轫性佳,热传导性强,硬度适中,用于一般塑胶制品;

6061T651:使用于较低出力之超声波焊头制造,轫性佳,质较软;

B、钛合金: 用于连续发振的机种,轫性较高,热传导佳,硬度高,而成本昂贵。

C、国产硬质铝合金:国产料,用于普通铝材加工,热传导低,对超声波机械损耗高,成本低。

超声皮模具加工工艺:

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。

超声波模具的设计:

超声波模具设计是一个十分复杂的工作,需要根据模具材料,尺寸以及机器频率,声学原理等因素综合考虑。你所提到的模具是因为焊接部位对然不宽但是比较长,因此模具的宽度已经超过了声波在材料中的1/2波长,因此需要开两根槽来保证模具出力均匀,这主要是根据声学原理来考量。一个好的模具是焊接稳定的最重要前提,如果模具设计不好会导致一些列焊接问题,如焊接不均匀,模具发热,噪音,甚至开裂等等!

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