MatchMaking是一种独特的技能，在组装世界中，很少有人比设备供应商更好。日复一日，这些专家使用他们丰富的经验和知识，以与特定装配应用程序完全匹配。当该项目涉及加入热塑性部件时，最好的时间最佳机器是超声波焊机。
“制造商经常来找我们并说，”这是我们的热塑性部分，您认为：超声波是焊接的最佳方式？“”杜肯万业发展总监Jason Barton询问Jason Barton。“我们告诉他们，如果所需的部件生产量非常高，并且该部件不大于鞋盒，则肯定应考虑超声波焊接。”
几年前，Dukane帮助医疗器械制造商找到正确的超声波系统，在聚碳酸酯一次性传感器上焊接三个微小的薄膜帽（小于0.25英寸）。这些传感器在前体内评估和评估期间监测人造血液中的pH和气体。
在与Dukane会面之前，制造商使用了一种充气超声波焊接系统，这些系统略有表现不佳。平均废料率为50％，有时飙升至90％。此外，在热塑性熔化后，缺乏焊接控制导致压力推进器横移。这种不必要的力量引起零件偏转，焊接不一致和凝固。它还需要在每个传感器上真空泄漏测试，以确保气密密封。
巴顿说，Dukane推荐旧系统用Dukane替换智商基于ES伺服基于熔体匹配技术的焊机。一个40千赫兹单元，焊机在焊接期间精确地控制焊接速度，并且仅在检测到熔体时才能启动塑料部件塌陷。
根据Barton的说法，制造商喜欢伺服驱动的系统，因为它可重复生产密封帽的焊缝。这使公司能够显着减少其产品测试时间仅为10％，同时降低其生产成本和提高产品质量。
非医疗行业的制造商还在广泛的范围内使用超声波焊接。汽车制造商超声波加入零件从保险杠舷梯到滤油器，白色商品制造商使用它来焊接窗户和光管道到面板显示器。在消费电子侧，公司定期超声焊接电源包，电话箱，出口和灯开关。
虽然超声波焊接长期以来一直是塑料零件永久组装的进入方法，但其技术继续发展。今天的先进机器提供快速，清洁，节能和可重复的焊接 - 以及对加入过程的前所未有的控制。这些能力将确保超声波焊接多年来的普及。
精致的时代
首先在20世纪60年代开发，超声波焊接是一种摩擦焊接形式，通过互相振动它们来连接零件。根据供应商的说法，其初始增长阶段来自20世纪80年代和1990年代，他说该技术现在处于精炼时代。
超声波焊接对于加入非晶和半晶的热塑性塑料和热塑性复合材料非常流行，但不适用于热固性材料。
所有超声波焊机都配有电源（发电机），电脑控制器，执行器，传感器，助推器和超声波（钛或铝）喇叭。致动器由气动缸或连接到步进电机或伺服电动机的滚珠丝杠驱动。换能器，助推器和喇叭构成超声波叠层。
电源被发送到换能器，其中包含扩展和收缩的压电晶体。该动作导致机械振动使得增压器增加并转移到喇叭，这反过来将超声波能量转移到联合界面。
通过摩擦和滞后组合在接合处产生热量。热量在每个部分上熔化少量塑料。当超声波振动停止时，熔融材料凝固并且焊接焊接。实际焊接时间通常在200到400毫秒之间，总循环时间通常小于1秒。
电流机允许制造商控制超声波焊接过程的大部分关键参数：幅度，焊接时间，保持时间，能量，电源，塌陷距离和喇叭速度。操作员可以将这些参数精确地编程到手持式，BENCHTOP，内联和机器人系统的控制器中。超声波焊机的频率范围为15至70千赫兹，20千赫兹是最常见的。
较高的频率用于更精细的组件，因为它们需要较小的振动幅度，这在部件上更容易。这些幅度范围为5至150微米。
去年10月，布兰森推出了GSX-E1系列超声波焊机，这是一个基于公司新的GSX平台的第一部件。布兰森超声波全球产品经理Tarick Walton表示，该平台花了三年的发展。它基于70多年的超声波焊接经验，加上超过400名客户的反馈。
沃尔顿解释说：“这首第一款符合制造商对无损焊接损坏焊接的需求不断增长的损坏需求，例如那些薄壁，”Walton解释说。“早期的用户包括带有嵌入式电子产品的医疗和可穿戴设备的制造商。”
焊工模块化和灵活，焊工在5牛顿的行业中具有最低的触发力。它具有优异的可重复性，在整个焊接过程中具有精确的执行器控制。还标准是各种智能技术，如直观的绘图，快速加工转换和执行器设置，以及易于使用的HMI。
快速焊接循环时间是超声波焊接的主要益处，但制造商也喜欢它提供了一种经济的方式来组装小型和中型零件，而且太复杂的是薄薄的方式。多功能性是另一个好处，因为相同的设备通常可以焊接不同的部件和热塑性材料。该过程既不创造烟雾也不烟，所以不需要通风。
超声波焊接确实产生了一些闪光和颗粒物质，但振动足够精细，即它不过量。如果焊缝需要美观吸引力，它可以用闪光阱或凹槽设计，以隐藏任何过量的熔体。
“伺服驱动的超声波焊机已经存在了很长时间，但他们的数据反馈能力只有如此，直到过去几年，”MS塑料焊机LLC北美销售总监BRAD ROGERS。“许多伺服焊工，包括我们的伺服焊工现在能够获得反馈，并为时间，距离和能量输入等参数进行反馈并使焊接调整。”
罗杰斯补充说，医疗器械制造商往往需要在超声波焊接期间的直接反馈比其他制造商更高的反馈，例如热塑性柱上的涡流加入壳体上的不同材料。高级超声波焊机的反馈有助于制造，确保每个焊接的医疗部分符合电子记录和签名。
20多年前，MS塑料焊机推出了具有多种焊头的模块化超声波系统。这些系统用于汽车保险杠和室内门组件等应用。
几年前，供应商介绍了基于台式的高声载线和基于伺服基超声波焊机。在台式系统上验证焊接过程之后，内联系统通常集成到自动化线中。
Sonitop机器最独特的功能之一是内置拉伸测试区。这使得公司在必须执行拉伸测试并且确保操作员知道哪些部件进行测试时，请自动编程。如果该部件通过测试，则生产继续。如果零件发生故障，最终用户会决定采取哪些进一步的步骤 - 包括重新测试部分，警报管理或停止所有线路生产。
持续挑战
“我们肯定会看到利用可生物降解的热塑性塑料和更多的制造商需要焊接符合人体工程学的零件，而不是始终用单个角焊接平坦的零件，”Rinco Ultrasonics USA的Onsite Manager Onsite Manager史蒂夫Potpan解释说。“我们服务的一家医疗器械公司经常使用复合喇叭焊接与3D轮廓的手柄上的手术器械。许多延伸器处于圆形图案中，以达到需要进行焊接的准确点。“
每个部件设计都需要不同的超声波，并且喇叭的机械路径长度必须精确地调整到该部件。正确的调谐可确保在接口接口和最小能量反射中的最大能量吸收回电源，导致设备寿命更长。
超声波机器人焊接也存在一些挑战。焊接大型部件的堆栈很重，可以显着减慢机器人臂。因此，制造商有时偏好使用带有较轻堆叠的机器人，用于35千赫兹系统，而不是集成的专用机器与15千赫兹系统集成。
机器人也经常产生间隙或偏转，并且难以生产高质量超声波焊缝所需的动态跟随。由于这些原因，可以在机器人臂和超声波堆叠之间添加气缸，用于超声波焊接或在一部分的B侧铆接，或者对于需要几个焊缝的大部件，如门板。这种机器人系统包括多种焊接角，可以容易地编程和改变。
去年3月，Rinco带来了Ecoline发电机，专为公司的Ecoline手枪（HG35-4），焊工（HW35-4）和粘性件（HT35-3）提供使用，以加入热塑性零件。Potpan说，紧凑型发电机是一款具有成本效益的桌面机器，用于桌面机器，用于线路端部或站到站点焊接纠正工作。一个消费产品制造商使用多个发电机可以准确地焊接四种黄铜插入数百个塑料外壳。
发电机的工作频率为35千赫兹，允许110VAC或220VAC输入电压。幅度可调节40％至100％，增量为10％至100％。最大功率输出为480瓦。
Sonics＆Material Inc.使GXP系列超声波焊接压力机，由步进电机驱动，频率为15,20,35和40千赫兹。根据Sonics＆Materials的焊接组销售经理，根据Brian Gourley的销售经理，根据Brian Gourley的销售经理，并提供以太网/ IP能力，以及在平板电脑或手机上的远程焊接监控。
一级机器1汽车供应商客户用六个小型减压阀进行密封电池，每个阀门由三个焊接在一起。当电池压力超过标称设定值时，阀门打开以排出压力。
“最初，阀门用气动压力机焊接，”柯利解释说。“但是，为了提高重复性和较低的废速，我们建议以40千赫兹的频率向GXP 800开关。该装置的光学线性编码器提供出色的控制，焊接深度公差为±0.0003英寸。“
由于融入客户的10条自动化装配线，因此GXP压力机已经减少了废速，并改善了可重复性和吞吐量，即每台机器的每分钟20次。
Sonics＆Materials还提供了高通量的旋转指数表，可与公司的气动和步进电机焊接系统一起使用。该桌子配有内置HMI和带铰链门的安全防护装置。LED灯塔提供绿色，黄色和红色的视觉过程指示器。
当与15千赫兹气动焊机一起使用时，该表可以将较高幅度的较大尺寸零件的吞吐量增加，以及距离喇叭超过0.25英寸的柔软塑料部件。
