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    超聲波線束金屬焊接機

     利瀚機械超聲波線束焊接機是利用超聲波金屬焊接技術對金屬線束進行焊接加工,把高頻電能通過換能器轉換成機械振動能作用于金屬線束上,當振動摩擦生熱的溫度到達線束金屬熔點時,線束就會熔化,并且線束在融合的同時線束焊接裝置會施加一定的壓力,最后線束焊接裝置移開并停止機械振動,就會形成線束焊接效果。在焊接過程中并無電流在被焊件中通過,也無電焊模式的焊弧產生,由于超聲波焊接不存在熱傳導與電阻率等問題,因此對有色金屬材料線束焊接來說,無疑是一種理想的金屬線束焊系統。超聲波線束焊接機是超聲波金屬焊接機的衍生設備,線束焊效果一般呈方塊狀。主要應用于汽車線束、摩托車線束的焊接等銅線、鋁線的焊接,所以常被叫做汽車線束焊接機。

    一、NK-XS01 結構組成:主要有機架、換能器系統、機頭、超聲波發生器等主要部件組成

     

    1.機架:機架作為整個設備的基礎,上置機頭,后下部為氣動元件安裝,右下部為控制電源。

     

    2.換能系統:由換能器、中間放大器、聚能器(工具頭)組成。

     

    3.機頭:機頭對換能系統起固定支撐作用,并設有加壓裝置、導電裝置、上限位機構。

     

    4.超聲波發生器:超聲波發生器輸出 20KHZ 的超聲能量供給換能器。

     

    二、機器特點

     

    1:采用 PLL 鎖相頻率自動跟蹤技術NK-XS01

    ,無需調頻;

     

    2:采用最新線束焊結構,焊接連貫完成,節省能量同時焊接效果優良;

     

    3:整機體積小、重量輕、外形美觀,移動方便;

     

    4:高強度精密設計工具頭,可保證超聲波能量最大限度地傳導到被焊金屬上;

     

    5:可使材料的溫度效應降到最低(焊區的溫度不超過被焊金屬絕對熔化溫度的 50%),從而不使金屬結構變化

     

    三、技術參數

     

    歐洲標準(通過 CE 認證)

     

    型號:NK-XS01

    電源:190-265VAC

     

    顯示屏:人機界面

    頻率范圍:20KHz+200Hz

     

    自動追頻:實際時間

    標準輸出功率:20KHz-1500W/2000W/2600W

     

    最大輸出功率:比標準高出10%

    時間控制模式:0.001-9.99 秒

    超聲波停止模式:內置功率模式:一級

     

    起動:壓力起動4-200mA 時間0-9.99 秒

    輸入:22-28V DC/7mA 輸出;22-26V DC250mA

     

    緊急停止:屏幕顯示

    故障顯示:過載保護功能,屏幕顯示控制系統:PLC

    焊頭工作行程:20mm

     

    焊接時間:0.05~1S 可調電源開關:接通或切斷電源之間(在控制箱前面)。

     

    電源指示燈:燈亮時表示焊機電源供電正常。工作指示燈:表示焊機正常工作。

     

    輸出鼓掌指示燈:亮時表示輸出過流,自動保護,無功率輸出。輸出功率、預壓、焊接、保壓時間:同做面板按鈕設定氣動測試:焊頭調平時使用。

     

    超聲波發生控制器

     

    發生器振幅恒定自動平衡、自動追頻所有的焊接模式,同時具有壓力控制和壓力分級功能系統。

     

    設置有通過外部信號輸出/輸入可直接與自動機械系統配接系統。

     

    可以實現基本的時間焊接模式、能量、能量補償或是峰值功率焊接模式系統。原裝(PINOT)振幅恒定自動平衡電路主板,發振板

     

    整機采用進口配件裝置:原裝德國(PINOT)換能器、(鈦合金)變幅桿,電池閥(德國FESTO)、壓力表(FESTO)、 直線交叉導軌(日本ITO)、氣缸(德國FESTO)、調壓閥(德國

    FESTO)、接頭(日本 SMC) 程控(OMRON)、過濾器(日本 SMC)、PLC(日本 PANASONIC),

     

    人機界面(德國SIEMENS )

     

    室溫要求:-10℃-40℃

     

    機身尺寸:長 490*寬 180*高 450(mm) 重量:46Kg發發生器尺寸:長 420*寬 120*高 270(mm) 重量:13Kg

     

    超聲波金屬焊接技術原理

     

    超聲波線束焊接是低溫操作,可保持金屬導線的原有性能,而不造成薄金屬的損傷;由于沒有熔化發生,超聲波線束焊的能量只相當于電阻焊的 1/30,節省成本;超聲波線束焊是一個機械的過程,沒有電流流過工件,所以金屬的導電率也就沒有影響;超聲波線束焊,無需對金屬表面進行預先處理,超聲波振動可以直接把附著物振碎后除去;超聲波線束機的焊頭有 2 個工作面,這樣就減少了后期設備維護費用。

     

     

    NK-XS01 超聲波線束焊接機具體應用領域:機動車銅線束、汽車線束端子、摩托車線束、電動車線束、多股絞合線與排線、稀有金屬電接頭、大尺寸導線與端子、銅接線端與鈹銅合金、

    電磁線終端、電刷編織銅線與主電力電纜、多金屬線末端、多股絞合線與端子、多股絞合銅線與鈹銅端子、編織線終端與發動機電刷、鍍鎳引線與溫阻器鉑引線、銅編織線與黃銅端子、實心銅線與稀有金屬合金線、銅合金線束、發動機線束、電機線束、安全氣囊線束、金屬編織線、金屬絞合線、電池導線、多股銅線、電機引線、電纜線、端子連接線、傳感器連接線、電腦接口連接線、線束與細棒、銅線引出線等。

     

    四、焊接優點

     

    1)焊接材料不熔融,不脆弱金屬特性。

     

    2)焊接后導電性好,電阻系數極低或近乎零。

     

    3)對焊接金屬表面要求低,氧化或電鍍均可焊接。

     

    4)焊接時間短,不需任何助焊劑、氣體、焊料。

     

    5)焊接無火花,環保安全。

     

    五、技術參數

     

    1)超聲波發生器最大的輸出功率:2000w

     

    2)超聲波頻率:20KHZ

     

    3)焊頭工作行程:20mm

     

    4)焊接時間:0.05~1S 可調

     

    5)焊接能力:銅>0.15+0.15mm,鋁>0.5+0.5mm

     

    6)控制方式:CPU 控制主位置由傳感器監控。

     

    7)超聲波發生器具有頻率自動跟蹤、過載保護功能,超聲波發生器面板上有數碼顯示、電開關、測頻按鈕、氣動測試、指示燈和功率指示。8)1 電源開關:接通或切斷電源之間(在控制箱前面)。8)2 電源指示燈:燈亮時表示焊機電源供電正常。

     

    8)3 工作指示燈:表示焊機正常工作。

     

    8)4 輸出鼓掌指示燈:亮時表示輸出過流,自動保護,無功率輸出。

     

    8)5 輸出功率、預壓、焊接、保壓時間:同做面板按鈕設定

     

    8)6 氣動測試:焊頭調平時使用。

     

    超聲波發生控制器

     

    9)1 發生器振幅恒定自動平衡、自動追頻

     

    9)2 所有的焊接模式,同時具有壓力控制和壓力分級功能系統。

     

    9)3 設置有通過外部信號輸出/輸入可直接與自動機械系統配接系統。

     

    9)4 可以實現基本的時間焊接模式、能量、能量補償或是峰值功率焊接模式系統。

     

    六、振幅參數

     

    振幅對于需要焊接的材料來說是一個關鍵參數,相當于鉻鐵的溫度,溫度達不到就會熔接不上,溫度過高就會使原材料燒焦或導致結構破壞而強度變差。因為每一間公司選擇

     

    的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經過適配不同變比的變幅桿及焊頭,能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求,通常換能器的輸出振幅為 10—20μm,而工作振幅一般為 30μm 左右,變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀,前后面積比等因素有關,形狀來說如指數型變幅、函數型變幅、階梯型變幅等,對變比影響很大,前后面積比與總變比成正比。貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機,最簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作,能保證振幅參數的穩定。

     

    七、頻率參數

    任何公司的超聲波焊接機都有一個中心頻率,例如 20KHz、40 KHz 等,焊接機的工作頻率主要由換能器(Transducer)、變幅桿(Booster)、和焊頭(Horn)的機械共振頻率所決定,發生器的頻率根據機械共振頻率調整,以達到一致,使焊頭工作在諧振狀態,每一個部份都設計成一個半波長的諧振體。發生器及機械共振頻率都有一個諧振工作范圍,如一般設定為±0.5 KHz,在此范圍內焊接機基本都能正常工作.我們制作每一個焊頭時,都會對諧振頻率作調整,要求做到諧振頻率與設計頻率誤差小于 0.1 KHZ,如 20KHz 焊頭,

    節點

     

    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。

     

    網紋

     

    超聲波金屬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。

     

    加工精度

     

    超聲波焊頭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。

     

    使用壽命

     

    一只焊頭的使用壽命關鍵決定于兩個方面:一、材料,二、工藝材料方面:超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過程中機械損耗?。┖玫奶攸c,所以最常用的材料為鋁合金及鈦合金,但超聲波金屬焊接要求焊頭耐磨損(要求較高的硬度),使材料的選擇變得比較困難,因為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,我們選擇的優質鋼村料能夠比較好地解決這個矛盾,使焊頭的有效壽命盡量地

     



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