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NK-XS01超声波线束金属焊接机

文章出处:南方力劲(www.ult123.com)浏览次数: 发表时间:2017.05.31
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本网讯:

 南方力劲超声波线束焊接机是利用超声波金属焊接技术对金属线束进行焊接加工,把高频电能通过换能器转换成机械振动能作用于金属线束上,当振动摩擦生热的温度到达线束金属熔点时,线束就会熔化,并且线束在融合的同时线束焊接装置会施加一定的压力,最后线束焊接装置移开并停止机械振动,就会形成线束焊接效果。在焊接过程中并无电流在被焊件中通过,也无电焊模式的焊弧产生,由于超声波焊接不存在热传导与电阻率等问题,因此对有色金属材料线束焊接来说,无疑是一种理想的金属线束焊系统。超声波线束焊接机是超声波金属焊接机的衍生设备,线束焊效果一般呈方块状。主要应用于汽车线束、摩托车线束的焊接等铜线、铝线的焊接,所以常被叫做汽车线束焊接机。

一、NK-XS01 结构组成:主要有机架、换能器系统、机头、超声波发生器等主要部件组成

 

1.机架:机架作为整个设备的基础,上置机头,后下部为气动元件安装,右下部为控制电源。

 

2.换能系统:由换能器、中间放大器、聚能器(工具头)组成。

 

3.机头:机头对换能系统起固定支撑作用,并设有加压装置、导电装置、上限位机构。

 

4.超声波发生器:超声波发生器输出 20KHZ 的超声能量供给换能器。

 

二、机器特点

 

1:采用 PLL 锁相频率自动跟踪技术NK-XS01

,无需调频;

 

2:采用最新线束焊结构,焊接连贯完成,节省能量同时焊接效果优良;

 

3:整机体积小、重量轻、外形美观,移动方便;

 

4:高强度精密设计工具头,可保证超声波能量最大限度地传导到被焊金属上;

 

5:可使材料的温度效应降到最低(焊区的温度不超过被焊金属绝对熔化温度的 50%),从而不使金属结构变化

 

三、技术参数

 

欧洲标准(通过 CE 认证)

 

型号:NK-XS01

电源:190-265VAC

 

显示屏:人机界面

频率范围:20KHz+200Hz

 

自动追频:实际时间

标准输出功率:20KHz-1500W/2000W/2600W

 

最大输出功率:比标准高出10%

时间控制模式:0.001-9.99 秒

超声波停止模式:内置功率模式:一级

 

起动:压力起动4-200mA 时间0-9.99 秒

输入:22-28V DC/7mA 输出;22-26V DC250mA

 

紧急停止:屏幕显示

故障显示:过载保护功能,屏幕显示控制系统:PLC

焊头工作行程:20mm

 

焊接时间:0.05~1S 可调电源开关:接通或切断电源之间(在控制箱前面)。

 

电源指示灯:灯亮时表示焊机电源供电正常。工作指示灯:表示焊机正常工作。

 

输出鼓掌指示灯:亮时表示输出过流,自动保护,无功率输出。输出功率、预压、焊接、保压时间:同做面板按钮设定气动测试:焊头调平时使用。

 

超声波发生控制器

 

发生器振幅恒定自动平衡、自动追频所有的焊接模式,同时具有压力控制和压力分级功能系统。

 

设置有通过外部信号输出/输入可直接与自动机械系统配接系统。

 

可以实现基本的时间焊接模式、能量、能量补偿或是峰值功率焊接模式系统。原装(PINOT)振幅恒定自动平衡电路主板,发振板

 

整机采用进口配件装置:原装德国(PINOT)换能器、(钛合金)变幅杆,电池阀(德国FESTO)、压力表(FESTO)、 直线交叉导轨(日本ITO)、气缸(德国FESTO)、调压阀(德国

FESTO)、接头(日本 SMC) 程控(OMRON)、过滤器(日本 SMC)、PLC(日本 PANASONIC),

 

人机界面(德国SIEMENS )

 

室温要求:-10℃-40℃

 

机身尺寸:长 490*宽 180*高 450(mm) 重量:46Kg发发生器尺寸:长 420*宽 120*高 270(mm) 重量:13Kg

 

超声波金属焊接技术原理

 

超声波线束焊接是低温操作,可保持金属导线的原有性能,而不造成薄金属的损伤;由于没有熔化发生,超声波线束焊的能量只相当于电阻焊的 1/30,节省成本;超声波线束焊是一个机械的过程,没有电流流过工件,所以金属的导电率也就没有影响;超声波线束焊,无需对金属表面进行预先处理,超声波振动可以直接把附着物振碎后除去;超声波线束机的焊头有 2 个工作面,这样就减少了后期设备维护费用。

 

 

NK-XS01 超声波线束焊接机具体应用领域:机动车铜线束、汽车线束端子、摩托车线束、电动车线束、多股绞合线与排线、稀有金属电接头、大尺寸导线与端子、铜接线端与铍铜合金、

电磁线终端、电刷编织铜线与主电力电缆、多金属线末端、多股绞合线与端子、多股绞合铜线与铍铜端子、编织线终端与发动机电刷、镀镍引线与温阻器铂引线、铜编织线与黄铜端子、实心铜线与稀有金属合金线、铜合金线束、发动机线束、电机线束、安全气囊线束、金属编织线、金属绞合线、电池导线、多股铜线、电机引线、电缆线、端子连接线、传感器连接线、电脑接口连接线、线束与细棒、铜线引出线等。

 

四、焊接优点

 

1)焊接材料不熔融,不脆弱金属特性。

 

2)焊接后导电性好,电阻系数极低或近乎零。

 

3)对焊接金属表面要求低,氧化或电镀均可焊接。

 

4)焊接时间短,不需任何助焊剂、气体、焊料。

 

5)焊接无火花,环保安全。

 

五、技术参数

 

1)超声波发生器最大的输出功率:2000w

 

2)超声波频率:20KHZ

 

3)焊头工作行程:20mm

 

4)焊接时间:0.05~1S 可调

 

5)焊接能力:铜>0.15+0.15mm,铝>0.5+0.5mm

 

6)控制方式:CPU 控制主位置由传感器监控。

 

7)超声波发生器具有频率自动跟踪、过载保护功能,超声波发生器面板上有数码显示、电开关、测频按钮、气动测试、指示灯和功率指示。8)1 电源开关:接通或切断电源之间(在控制箱前面)。8)2 电源指示灯:灯亮时表示焊机电源供电正常。

 

8)3 工作指示灯:表示焊机正常工作。

 

8)4 输出鼓掌指示灯:亮时表示输出过流,自动保护,无功率输出。

 

8)5 输出功率、预压、焊接、保压时间:同做面板按钮设定

 

8)6 气动测试:焊头调平时使用。

 

超声波发生控制器

 

9)1 发生器振幅恒定自动平衡、自动追频

 

9)2 所有的焊接模式,同时具有压力控制和压力分级功能系统。

 

9)3 设置有通过外部信号输出/输入可直接与自动机械系统配接系统。

 

9)4 可以实现基本的时间焊接模式、能量、能量补偿或是峰值功率焊接模式系统。

 

六、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。

 

七、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,

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。

 

网纹

 

超声波金属焊接通常会在焊接位表面,底座表面设计网纹,网纹设计的目地在于防止金属件的滑动,尽可能将能量传递到熔接位。网纹设计一般有方形、菱形、条形网纹。黄金手饰等金属包覆焊头与底座根椐要求不能设计纹路,网纹的大小与深浅根据具体的焊接材料要求来确定。

 

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。

 

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,但超声波金属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

 

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