无锡尼可超声波设备有限公司(13771501564 刘先生)专业生产配套各种超声波焊头:必能信焊头,杜肯焊头,必诺超声波焊头,钛合金超声波焊头,镁铝合金超声波焊头,超音波治具,schun超声波焊头配件,branson超声波焊头。

 超声波焊头(horn)系列

一、 什么是超声波焊头:超声波焊头(horn)是所有超声波发射端的通称,是超声波焊接设备中不可缺少的部分。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
二、超声波焊头材质
   钛合金,镁铝合金,粉末冶金钢等

三、超声波焊头的定制:
  有很多客户都从直观上认为焊头的设计和生产一定是非常简单的。其实这是一种误导 ,当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头,将给您的生产带来昂贵的损失——它会破坏焊接效果,甚至更严重会直接导致换能器或是发生器的损坏
  因此焊头的设计绝不像它的外形那样简单,相反需要很多专业的知识和技能——如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动有效地传递到工件上 ,形成持续稳定的焊接效果——在尼可公司,我们还是坚信只有通过严格测试和质量控制才能生产出最好的焊头,通过应用超声波模具分析软件,模拟焊头工作的实际状态,我们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。

四、超声波焊头的分类:

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超声波焊头根据模具材料分为三种:
1、 铝镁合金模具,用于振动系统(变幅杆)及焊头的制造,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;但铝制本事不耐磨,适合一般焊接要求
2、 钛合金模具: 用于连续发振的机种,轫性较高,热传导佳,硬度高,成本比镁铝合金高,但是较镁铝合金模具耐用耐磨。
3、 进口硬质合金钢模具:进口合金料,硬度极高,用于连续焊接或是要求耐磨性超高焊接,热传导低,对超音波机械损耗高,因为耐磨,使用成本低,但制作工艺比较复杂
根据超声波焊头的波长分为二种:
1、 ?波长(半波)模具
2、 全波模具
3、多倍波长模具

五、评判超声波焊头优劣的几个专业参数

1、 超声波焊头振幅参数
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换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10—20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,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。贵公司如果选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定。
2、 超声波焊头频率参数
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,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(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。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,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,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 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰。
3、 超声波焊头节点
焊头、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。

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4、 模具工作的结构设计
超声波模具在制作过程中,考虑到产品的外观保护或是能有效的焊接,会将模具的工作面设计成和工件吻合的形状,这样就对模具生产厂家的专业提出要求,在保证模具和产品高度吻合的情况下,还有保证其他超声波模具的参数,这一点非常重要
5、 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塑料薄片的焊接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。
6、 使用寿命
一只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,但个别产品焊接要求焊头耐磨损(要求较高的硬度),使材料的选择变得比较困难,因为硬度和韧性似乎是天生对立的,这就要求我们选择非常高要求的材料,我们选择的优质钢村料能够比较好地解决这个矛盾,使焊头的有效寿命尽量地提高。
工艺方面:包括有加工工艺及后续处理工艺,加工工艺在前面已详细描述过,后续处理包括热处理及参数的修整,基于我公司选择的材料,我们有独创的热处理工艺去保证;在每一个焊头制作完成后,单独都要进行参数的测定及调整,以保证出品。

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