超声波焊接工艺手册ppt课件.ppt

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1、超声波焊接工艺手册,目录,序言,第一章 设备认知篇,第二章 参数设置篇,第三章 焊接材料认知篇,第四章 焊接操作篇,第五章 泄露原因分析篇,序言,采用超声波进行冰箱及冷柜工艺管封尾可以使工作效率大大提高并且大大提高了焊接质量大大降低了冰箱封口处的返工率。,第一章 设备认知篇,焊接设备质量的好坏对于焊接的质量水平影响非常严重，因此，焊接设备的结构对于一名焊接工而言是必须要熟知的。,1.焊接工具头,2.焊接铁砧及固定件,3.焊接工具损坏原因分析,第一节 焊接工具头,焊接工具头是由特殊的高速工具钢经调频及热处理制作而成。这种材料必须能够承受在一定温度下每秒钟2万次的压缩与延伸而不产生脆裂。焊接头是焊

2、接工件的重要部分，当焊接头在压力作用下夹住工件并焊接的一瞬间，焊接头与焊接工件间产生相对运动，迫使金属表面分子产生位移运动，因此会产生瞬间热。焊接工具头的使用寿命取决于诸多因素，其中最主要的为焊接工件材料的硬度和含铜量的高低。如果使用符合要求的铜管能大大降低焊接压力，振幅及焊接时间，可以大大减少焊接头磨损，延长焊接工具寿命。因此控制焊接工件硬度及尽量缩短焊接时间减小焊接振幅是保证焊接头寿命的关键所在。焊接工具寿命长短同时与现场使用者操作水平有关，要严格按照我公司使用说明上的要求，定次数更换焊接点，焊接间隔不能太密，让焊接工具有足够的冷却时间。从生产实践中可以看出，焊接工具头在焊接次数过于紧凑的

3、情况下，由于得不到足够时间进行散热而导致焊接工具头崩裂或过早损坏。由此焊接工具头每焊接一次的间隔时间最少为10-15秒钟。,第二节 焊接铁砧及固定件,当焊接铁砧磨损后应立即更换在实际使用中铁砧焊接位置同焊接头焊接位置在焊接一定次数后同时更换位置。（封口机）焊接铁砧紧固螺栓不可使用国产螺栓代替！否则会造成焊接质量问题并可能断裂后无法取出。螺栓要用力紧死。,它承接焊接头对工件焊接时的压力并靠表面网纹将工件牢固地卡住使其不产生位移。焊接工件在焊接铁砧上发生同步位移时则焊接效果得不到有效控制，振荡系统对工件所施加的振荡能量也大大损耗。焊接铁砧在制造上设计了用于防止焊接工件运动的金字塔形网纹，焊接时在压

4、力作用下焊接工件的材料紧紧地被网纹拉住。焊接铁砧采用特殊加工工艺组成，对网纹的要求相当严格。因此当焊接网纹磨损后应立即更换焊接铁砧。不得超寿命使用。,第三节 焊接工具损坏原因分析,焊接工具损坏原因分析,造成焊接工具损坏的原因有以下几个方面：1、工具间隙设定过小2、带切刀工具间隙设定错误,造成焊接头与铁砧相碰（如图）3、只在一点焊接没有按照要求更换焊接位置4、焊接时间间隔过短,焊接工具过热.,第三节 焊接工具损坏原因分析,正确设定焊接间隙：焊接间隙的确定也成为焊前高度的确定，如果焊接前高度确定不正确，那么焊接将无法得到保证。影响焊接间隙正确确定的因素：1）焊接叉架使用时间过长导致产生变形 2）焊

5、接叉架后端轴套磨损严重产生间隙加大，焊接时无法按设定间隙焊接。判断叉架是否有问题方法：用手握住叉架做往复旋转动作看叉架是否左右运动。,焊接工具损坏原因分析,第二章 参数设置篇,1.焊接压力参数,2.焊接时间参数,3.焊接振幅,4.焊接能量,第一节 焊接压力参数,焊接压力 P 焊接压力是决定焊接能量的重要参数，它使焊接铁砧压紧焊接工件，如果压力不够则使焊接工件在中间移位造成焊接能量达不到要求而产生泄露。焊接压力达不到要求的原因有以下几种情况；A：人为设定过低 B：生产线其它工位同时用气。C：供气系统总气压不够造成焊接时出现虚气压 D：机械故障造成焊接叉架上行受阻过大（叉架轴套汽缸内铜渣过多）,焊

6、接压力参数变化的原因：在设备多年使用中，由于输入气体的杂质如灰尘进入气电转换阀造成初始气电阀设定压力发生变化，使实际控制器表盘显示压力不能反映真实压力，导致压力设置正确，但焊接压力不到位而发生能量减小焊接泄露增加。在此种情况下应对设备进行重新效验。（由专业技术人员进行）.,第一节 焊接压力参数,输入气体含有大量水，或油成分，导致气电转换阀功能失效，也会造成焊接压力出现问题。可大致做检验，具体方法是：在控制器上将气压调节到2公斤左右，然后在调到6公斤左右看两中情况下的出气变化幅度。如变化不大则应对控制气路做效验。,第二节 焊接时间参数,焊接时间 T 焊接时间是焊接该铜管所需的真正时间。在设备上分

7、为时间1，及时间2，和总时间T。,时间1=T1,时间2=T2,总时间T,时间1内焊接开始，在压力及较小超声波作用下将管子压倒焊接渐进开关设置高度，产生较小超声波的原因是要在这个压管阶段减少焊接工具的磨损。焊接时间1是个变量，它的实际长短是随着焊接管子的硬度而变化，但不能超过设备要求的最大值1.2秒！而焊接时间2是不变的，在焊接时间1将管子压倒设定高度时，焊接时间1关闭后，启动焊接时间2进行大超声波焊接，将管子焊封住。总时间T也是随着时间1变化：T=T1+T2,第二节 焊接时间参数,焊接时间参数变化的原因：焊接时间的设定要靠渐近开关来实现，（仅对某种型号设备）渐近开关的设定因人而异，焊接时间变化

8、的另外一个重要因素是带切刀焊接头与焊接铁砧垂直间隙的设置不正确造成，如焊接间隙过大，或过小，都会造成焊接时间发生变化，从而引起焊接能量的变化。正确间隙应在0.5-0.6毫米。,第三节 焊接振幅,焊接振幅 A 焊接振幅是指焊接工具头产生的轴向运动大小。过大的焊接振幅会造成管子脆裂造成泄露，而过小振幅则无法将焊接能量输入管子材料内也会造成泄露。因此焊接振幅要根据焊接实验的经验值及各厂管子材料来确定。此外振幅过大还会引起焊接工具的加速磨损到致生产成本增加。,焊接振幅变化原因：通常振幅是设备出厂前设定好的，如果出现振幅无法达到一定大而导致焊接能量无法提高，原因可能有以下几个方面：1、设备振幅出现漂移导

9、致振幅减小（应找技术服务中心）2、换能器在长期使用后，由于压电陶瓷产生疲劳而导致振 幅输出减小此时应更换换能器。判断如下：将换能器置换 到几个正常的控制器上看振幅输出情况，如比其他换能器输出振幅小则应更换。,第四节 焊接能量,焊接能量 E 焊接能量是测量管子是否接收足够焊接能量的参数。E=PXTXA=焊接压力X焊接时间X焊接振幅 在实际生产中，设备压力是固定的参数，焊接振幅也是固定参数，也就是说只有焊接时间是变化的。焊接时间通常随着以下因素变化；1）管子的硬度，2）设备机械状况，3）是否正确操作 焊接质量的好与坏取决与是否在焊接过程中给足管子能量，而能量是否足够又取主要取决于焊接焊接时间，也就

10、是说管子越硬焊接时间越长，管子得到好的密封能量就越大，也使焊接工具磨损越大。因此我们要严格控制管子的硬度使焊接时间保持在一个合理时间内。,第三章 焊接材料认知,焊接材料机械特性对焊接效果起着重要作用,1.焊接材料机械特性,2.焊接铜管要求,第一节 焊接材料机械特性,焊接材料机械特性对焊接的影响 在材料机械强度过高且塑性变形能力较差时，易产生焊接能量高使焊接过热而加大焊接工具的磨损。在焊接工件上会发生脆性微观裂纹导致焊接效果不佳。对于机械强度较低的材料焊接后过高的塑性变形会影响双层分子位移后的结合强度。实验证明同样参数下不同物理参数的焊接材料焊接后得到完全不同的焊接效果。因此使用超声波焊接必须要

11、控制焊接材料的物理特性。焊接材料的硬度会影响到焊接能量的变化，如焊接材料硬度加大则导致焊接时间延长，导致焊接能量加大，磨损加重。焊接材料中重要因素为：1、材料物理特性的稳定性（99%以上含铜量，杂质含量低）2、材料物理尺寸的稳定性（壁厚均匀，无气孔，划痕等）3、材料化学特性稳定性（无腐蚀，内壁无锈，无油等）,第二节 焊接铜管要求,产品供货状态：冷拔加软化热处理管管子质量要求：表面干净，光滑无裂纹，无槽状划伤，薄厚均匀。内表面光亮无划痕，干燥无氧化物。化学成分要求；Cu 不低于99.9 P 0.015-0.040机械强度要求;,根据经验硬度选在40 HB 具有较好综合效果.焊接铜管物理尺寸要求：

12、1）等厚度+或-0.03mm 2）直径公差：0.2 mm3）管子无扭曲,第五章 焊接操作篇,1.焊前准备,2.焊接步骤,3.注意事项,第一节 焊前准备,每班开机前要求：1、检查电压、气压，然后进行超声波测试及气缸运行测验，如发现气缸运行速度不正常，应通知维修人员进行维修。2、当前班焊接次数达到3000次时，操作人员应向同个方向调整挡板位置，每次23mm。,每班生产前，必须进行首件焊接检查：1、焊接工具必须垂直于工艺管。2、检查工艺管焊后高度：壁厚为0.65mm的铜管，其焊后高度为0.801.0mm。壁厚为0.65mm的铜管，其焊后高度为0.801.0mm表面网纹要清晰明显。焊 接面不允许有裂纹

13、。3、对焊接的工艺管进行高压充氮检漏。4、焊接压力 0.40.6MPa焊接时间T2=1.181.25秒,第二节 焊接步骤,超声波焊接：移动超声波焊接头，将工艺管置于焊接头与砧座之间并保证焊接点与烧焊区的距离不得少于40mm，然后一手扶快接头，一手按下焊接头上的按钮，进行焊接。(压缩机工艺在左边的先切压缩机工艺管，压缩机工艺管在右边的先切干燥过滤器上工艺管）放入周转箱：切断后将快接头上残留工艺管与快速接头分开，分别放入周转箱内。整管：用整管工装将焊接后的工艺管整理好，避免工艺管伸出箱体。切完第一个焊口，必须将管路整理好，残留工艺管与快速接头分离并整理好后，才可以切第二个焊口。,第二节 焊接步骤,

14、超声波焊接1：移动超声波焊接头，将工艺管置于焊接头与砧座之间并保证焊接点与烧焊区的距离不得少于40mm，然后一手扶快接头，一手按下焊接头上的按钮，进行焊接。(压缩机工艺在左边的先切压缩机工艺管，压缩机工艺管在右边的先切干燥过滤器上工艺管）。超声波焊接2：拔下快速接头，将快接放入工装后再将超声波焊接头移到离第一个焊点不得少于30mm的地方再焊接一次，用工装将管路整理到位。,第三节 注意事项,生产时，每小时对设备进行一次点检：1、看焊接部位的网纹是否被磨平,当焊接工具磨损后要及时更换 否则会造成焊接泄露，当焊接次数达到3000次时，操作人员 应向同个方向调整挡板位置，每次23mm。2、当焊接次数达

15、到40000次时、焊接头发生裂纹、铁砧上的尖 峰已经磨平应通知维修人员更换焊接头和焊接铁砧。3、检查电压、气压，然后进行超声波测试及气缸运行测验，如 发现气缸运行速度不正常，应通知维修人员进行维修。4、填写设备点检记录。,第三节 注意事项,注意事项：1、焊点与烧焊区的距离均不得少于30mm。2、每两小时按要求对设备等进行一次点检。3、焊接头与铜管形成90度才能焊接,焊接头上的铜屑应及时用 毛刷清除。4、焊接面不允许有裂纹。,第四章 泄露原因分析,1.焊接工具磨损造成泄露分析,2.由于管子状况导致焊接泄露分析,3.由于焊接方式导致泄露分析,第一节 焊接工具磨损造成泄露分析,工具头磨损造成泄露,焊

16、接工具磨损造成焊接泄露：在焊接参数设定无误的前提下，焊接发生泄露主要原因是焊接工具的磨损。在正常机械设置情况下，焊接工具必须按照焊接次数来进行换面工作，这样做的目的是使焊接工具表面能够均匀磨损，而不会造成凸凹面。如果焊接工具产生凸凹面会使焊接处焊接高度无法控制导致泄露。,焊接工具头发生裂纹后管子情况,第一节 焊接基本知识,重要提示：1）当焊接头发生裂纹时如再继续使用就会在焊接的管子上产生突起痕迹，在突起部分的管子材料没有得到有效的焊接，使焊接发生泄露。因此在此种情况下，要更换新焊接工具头！2）当焊接头没有产生裂纹但由于没有更换焊接面导致局部磨损严重，产生凹形时，焊接不到管子的部分会发生泄露！,

17、工具头磨损造成泄露,焊接铁砧磨损造成泄露,焊接铁砧磨损造成泄露：1）当焊接铁砧磨损后，首先导致间隙设定时无法得到正确间隙值。因为在凸凹不平的铁砧上无法将管子压到相应的高度！在焊接时凹进面无法得到充分的焊接导致泄露。2）假设焊接铁砧均匀磨损，但磨损到一定程度时，铁砧上的尖峰已经磨平，铁砧无法将管子夹住，使其随焊接头的运动而运动，无法将焊接能量输入到管子材料内，导致焊接泄露。,第一节 焊接基本知识,重要总结提示：当焊接工具磨损后，要及时更换否则会造成焊接泄露，并引起设备频率发生变化，使焊接能量不稳定。要充分利用焊接工具就必须遵守焊接点定数更换的原则，不能总在一点焊接。或无焊接定位器的无序焊接现象。

18、这样即可避免焊接工具由于一点磨损产生裂纹而使整个焊接工具报废现象。要求更换焊接点数应控制在4000次焊接以内。焊接头与焊接铁砧的定数更换焊接点使焊接工具均匀磨损，这对增加焊接工具使用寿命有着重要意义。,焊接铁砧磨损造成泄露,第二节 由于管子状况导致焊接泄露分析,管子状况导致焊接泄露,管壁均匀度（0.75毫米)当管壁壁厚相差大于30%时应视为泄露管，管壁厚度偏差不应大于10%.(建议值),工艺管状况也是导致焊接泄露的原因之一1）含铜量：含铜量是管子质量的关键，使用含杂质过高的铜管，会使焊接时分子无法自由运动达不到分子搀合作用使具有杂质部分泄露。2）管壁的厚度偏差过大造成焊接面一薄一厚，焊接后薄面发生泄露。3）管子内外表面有锈蚀及污浊物或油类。,第三节 由于焊接方式导致泄露分析,焊接方式导致泄露主要有以下几方面：1、焊接头与管子不在90度位置上；2、操作人员在焊接时没有将焊接头与铜管形成90度焊接导致焊接面积加大,而焊接能量却未改变，结果是铜管未得到足够的能量，导致泄露。,Thank You!,