超声技术及在手机设计中的应用.docx

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超声技术及在手机设计中的应用

超声波焊接的概念

超声波焊接的优点

超声波焊接机

超声波焊接设备参数

超声波焊接设备工作原理

工艺特点

设计要点

超声波焊接的概念

超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。

目前被运用于塑胶制品之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结.

  它取代了溶剂粘胶,机械固定及其它的粘接工艺,是一种先进的装配技术.超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果. 

超声波焊接原理是通过对准备焊接的热塑性塑料零件施加高频振动，引起塑料工件表面及内部分子的相互摩擦，使接触处的温度急剧上升，当温度上升到足以使塑料熔化时，在两焊接零件的接触面间就产生一层熔化层。

当振动停止后，被焊零件在压力的作用下凝固而完成焊接工作。

超声波的优点：

1.节能 

2.无需装备散烟散热的通风装置

3.成本低,效率高

4.容易实现自动化生产 

超声波焊接机

设备参数

超声波焊接设备工作原理

    超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。

转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。

焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置.振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料. 

工艺特点

超声的过程是由超声机来完成的，它主要有三个变量可以选择：

（1）频率、

（2）时间、（3）压力，而一般来说，频率越高，时间越长，熔胶越多，而压力越大，凝固的熔胶层越薄，对于一个制件来讲，压力与面积有关，而使得必须要有一定的压力，合适的时间与频率可以保证有足够的熔胶使得两制件能够粘在一起，过多会使得胶件变软，外流，尺寸减小，而过少而不能粘牢。

  对超声起作用的还有超声模，超声模分上下模，上模是金属的，而下模则可以是树脂的，只要按形状的要求把制件定位好就可以了。

上模是关系高频波是通过上模传递到制件重要粘接的位置上

影响超声粘接效果除了调节超声机的工用状况外，还有材料，环境与制件结构，由材料的自身性能决定是否可以超声，而环境中的湿度也会对超声起作用，如尼龙件具有较大的吸湿性，使用制件中吸水量较小，而水的存在可以分散高频振荡，使得正超声质量下降，但最主要的还是结构，

比较常用的三种方法，共同点是有一个四分之一的宽，八分之一的长的超声线，这样的原理是在高频接触时，让细长的线先熔解再在压力的作用下分布在被粘接面上，一方面减少了因大面积接触而产生的滑动偏移，另一方面使得熔解液可以控制，可实际工作中没有这样的规范，所谓的超声线就是高0.3mm的半圆线。

  而在实际工作中超声面临最大的问题是粘紧力不足，在落地测试或其它的合理性破坏测试时开裂。

此时最有效的方式也就是加几个超声柱。

所谓的超声柱就是对应的两个丝柱能够紧配在一起，而在超声时两个丝柱会粘在一起，而加大超声的强度。

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超声波焊接不同塑胶匹配性能表

超声波焊接不同塑胶匹配性能表:

材料

焊接

铆接

埋插

近距

远距

UnmodifiedPolypropylene

聚丙烯

良

尚可良

特优

特优

FiledPolyethylene

强化聚乙烯

良

尚可良

特优

特优

HighDensityPolyethylene

高密度聚乙烯

良

尚可良

特优

特优

LowDensityPolyethylene

低密度聚乙烯

良

尚可良

特优

特优

GeneralPurposePolystyrene

一般聚苯乙烯

特优

特优

特优

特优

ImpacyPolystyrene

耐冲击聚苯乙烯

特优

特优

特优

特优

20-30%GlassFilldeStyrene

玻璃强化聚苯乙烯

特优

特优

特优

特优

A.B.S.

丙烯睛、丁二烯苯乙烯

特优

特优

特优

特优

S.A.N.

苯乙烯、丙烯睛

特优

特优

特优

特优

MoldedAcrylic

塑型压克力

特优

特优

特优

特优

Polycarbonate

聚碳酸脂

特优

特优

特优

特优

Noryl

聚苯醚

特优

特优

特优

特优

Nylon

尼龙

良

尚可

特优

特优

Polysulfone

聚砜

良

良

特优

特优

PolyphenyleneOxide

聚二氧苯

良

良

良

良

Acetal

缩醛

良

良

特优

特优

Phenoxy

苯氧树脂

良

良

特优

特优