1、Oonum廣東新寶電器股份有限公司作業指導書文件名稱：超聲波焊接工藝標準文件編號：71-02-WI-003_生效日期： 2011 年 06 月 15 日版本號：A_適用范圍：所有超聲波熔接作業受控副本編制：_彭志云_審核：_批準：_受控正本Oonum廣東新寶電器股份有限公司保密等級：內部onu廣東新寶電器股份有限公司第1頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準-版次：A生效日期：2011-06-15文件制定/修改情況記錄版次修改內容編寫/ 修改人審核批準修改日期A首版彭志云2011-06-15onu廣東新寶電器股份有限公司第2頁共 17 頁onu廣東新寶電

2、器股份有限公司第3頁共 17 頁1 目的：建立超聲波焊接工藝標準，為各分公司超聲波焊接作業及超聲波焊接工藝調整、超聲波焊接關鍵工序的管理提供理論指導，從而規范各分公司超聲波焊接作業，保證超聲波焊接產品品質，提高生產效率。2 適用范圍：適用于各分公司所有超聲波焊接作業。3 人員要求：3.1超聲波焊接崗位作業人員上崗條件必須滿足：3.1.1初中以上學歷，入職 1 個月以上的員工。3.1.2工作態度積極，有上進心并有較強的學習能力，有長期為公司服務的意愿。3.2員工必須經過理論知識和實際操作培訓并經考核合格，取得該關鍵崗位上崗資格證后方可正式上崗。3.2.1超聲波焊接工序作業人員上崗前要進行理論知識

3、的培訓，培訓主要內容包括：一線超聲波焊接員工對焊接原理，焊接過程，焊接方法，焊接質量的評定等；并現場指導員工操作，教會員工具體的操作步驟；對作業產生的不良品的辨別及處理方法等；最后是對員工進行本工序其它要求培訓：廠牌要與上崗證配套使用，關鍵 工位標識牌的正確配戴，作業指導書的識別，關鍵工序WI 的張貼等，并安排對所培訓的內容進行具體的實際操作上崗證3.2.2 IE部對經過關鍵工序上崗資格培訓的人員，根據人員實際所具備的相關條件及培訓結果如實填寫關鍵工序上崗資格評定表并建立檔案，作為關鍵工序上崗的考核依據。作業指導書標題:超聲波焊接工藝標準編號：71-02-WI-003版次：A_生效日期：201

4、1-06-15onurrt廣東新寶電器股份有限公司第4頁共 17 頁迪逋廿-1 tt+rn#.肝打作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-154 設備認識：4.1 什么是超聲波焊接超聲波焊接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成構件的方法。目 前被運用的塑膠制品與之間的粘結，塑膠制品與金屬配件的粘結及其它非塑膠材料之間的粘結！它取代了溶劑 粘膠機械堅固及其它的粘接工藝是一種先進的裝配技術！超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水 的密封效果4.2 超聲波焊接的優點4.2.1.節能環保4.2.2.無

5、需裝備散煙散熱的通風裝置4.2.3.成本低,效率高4.2.4.容易實現自動化生產4.2.5.焊接強度高，粘接牢固4.2.6.焊點美觀，可實現無縫焊接，防潮防水，氣密性好超聲波焊接機主要由如下幾個分組成：發生器、氣動分、程序控制分、換能器分。發生器主要作用是將工頻50HZ 的電源利用電子線路轉化成高頻（例如20KHZ 的高壓電波。植覽七手小卜気理上癢右鼻 芻冊；舟*具蘭童I4 A-t#靜川幷哭般琨下辛 4 J* h*TSLiRf廣東新寶電器股份有限公司第5頁共 17 頁HORN作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-155 超聲波焊接的工

6、作原理:超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設備將當前50/60HZ 的電頻轉變成 20KHZ 或 40KHz 的電能高頻電能，供應給轉換器。轉換器將電能轉換成用于超聲波的機械振動能，調壓裝置負責傳輸轉變后的機械能至超聲波焊接機的焊頭。焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產品的一種聲學裝置！振動通過焊接工作件傳給粘合面振動磨擦產生熱能使塑膠熔化，振動會在熔融狀態物質到達其介面時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產生個強分子鍵，整個周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。如下圖所示，振動能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體

7、。第6頁共 17 頁0廣東新寶電器股份有限公司作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-156 超聲波熔接技術的應用6.1 鉚接-Stak ing6.1.1標準鉚接方式-Standard Profile Stake2D hMT1 5 D岸蒂住薛曲:捋諾辛總 靠爺:二弐:珀BeforeAfter6.1.2 圓蓋鉚接方式-Dome Stake6.1.3 咬花成型鉚接方式-Kn urled StakeAfter編號：71-02-WI-003版次：A生效日期：2011-06-15標題:超聲波焊接工藝標準第7頁共 17 頁0 onum廣東新寶電器股

8、份有限公司作業指導書樹捽蹲岳學明；|!決牛:胡匚BeforeAfteronu廣東新寶電器股份有限公司作業指導書編號：71-02-WI-003版次：A生效日期：2011-06-15標題:超聲波焊接工藝標準第8頁共 17 頁7 超聲波熔接適用的材料由超聲波的工作原理我們可以知道，超聲波的實際功率并不大，工作時間短，所以產生的熱量有限，所以一般只 適用于一些熔點較低（400C以下）的材料。主要以熱塑性的聚合物即塑料為主。我們主要了解一下各種塑料的熔接特 性。一般來說，聚合物的熔點越高，其焊接所需的超音波能量越多。材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很 有影響的。總的說來，愈硬的材料其傳導力愈強。

9、7.1 塑料熔接特性材料塑料熔接特性ABS 丙烯晴丁二烯質輕，兼具韌性，剛性與耐化學品性，用途廣泛，熱性佳，特別適合超聲波溶接無論近距離或遠距離熔接，均苯乙烯共聚物可得到良好效果。Acrylics硬度大、耐沖擊、不受酸之作用，有高度光學明晰性，著色性良好，常用于汽車尾燈、儀表板、獎章、水龍頭壓克力把手等。用于超聲波熔接時，須注意衰明度問題，就易熔接。Acetal抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數縮醛低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。6.1.8 成型-Swaging/Forming6.1.9 切除-DegatingSta

10、tidirHj Wave口iVtbiatiOR姒的iS浪JT櫓闔般Horn廣東新寶電器股份有限公司作業指導書編號：71-02-WI-003版次：A生效日期：2011-06-15標題:超聲波焊接工藝標準第9頁共 17 頁Celluloeics 酯酸纖維性物質抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數 低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。Noryl聚苯醚超聲波振動時材質易變化變色，接觸面不易吸收能量，熔接較困難。Nylon尼龍性極韌、電性佳、絕緣度高，常用為電子零件等。因熔點高，所需熔接時間長，振幅高。難于焊接PC.聚碳酸脂材質強韌

11、，耐磨損，摩擦系數極低，耐酸，常用作軸承、齒輪、管子、廚房用具、毛刷等。用超聲波熔接時， 因熔點高，所需熔接時間長，熔接前先經烘乾會較易熔接。Higl Density PE高密度聚乙烯Low Density PE低密度聚乙烯比重小，在低溫及室溫下富柔曲性，防水、防蝕、可制成各種顏色。價格低的產品，常用于皿盤、封裝薄膜、 軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合于超聲波熔接。General purpose PS一般聚苯乙烯PS聚苯乙烯Impact 20-30% glassFilled PS耐沖擊玻纖強化聚苯乙烯比重輕，對水及化學物之抗蝕性強，安定、絕緣性佳，特別適合于射岀及押岀成形。常用于玩具、裝飾

12、品、孟 洗設備、盤子、透鏡、浮動輪等的制造。由于彈性系數高，無論是近距離或遠距離的超聲波熔接均極適合。Unmodified PP聚丙烯比重輕，有良好絕緣性，強度高，能耐熱及化學劑的侵蝕，抽絲后可制繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音響外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質因彈性系數低，易衰減聲波振動，幫遠距離熔接需注意其效果，較難于焊接。PVC聚氯乙烯電性佳，耐弱化學品，低溫性佳，具難燃性，常用于各種合成皮軟管、膠膜等，材質柔軟，易衰減音波振動， 熔接面易劣化。Polyster聚酸脂熔接能量大Polysulfone聚砜質硬、強度大、具韌性、長期受熱不影響其電性能，常用為電視機零件護蓋、馬達零件等。

13、因熔接點高，需較 高之能量熔接。Polypheny leneQxide(ppo)聚氧化二甲苯耐熱與耐濕性，耐化學品，不性蒸汽，常用作端子、轉子、外殼、 葉輪和管件等，熔點高，需較高之能量熔接。Phenoxy苯氧樹脂性韌、富延展性、熱安定性，熔點高，需較高之能量熔接。SAN苯乙烯丙烯晴拉伸強度及壓縮強度高，常用為盤管薄壁零件、打字機帶卷軸，超聲波熔接效果好。廣東新寶電器股份有限公司作業指導書編號：71-02-WI-003版次：A生效日期：2011-06-15標題:超聲波焊接工藝標準第10頁共 17 頁廣東新寶電器股份有限公司第11頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波

14、焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-15熱塑性塑料AABS/聚碳 酸酯合金（賽 柯樂800）聚丙丙烯 酸系多元 共聚物丁纖維氟尼亞苯 基-氧 化物為主 的樹脂（諾 里爾）聚酰 胺-酰 亞胺（托 郎）聚熱超聲波焊接的相容性示例圖表BS甲醛烯腈烯-苯乙烯素(CA,CAB,CAP)聚合物龍碳E 厶 酸酯塑性聚酯ABSOABS/聚碳酸酯 合金（賽柯樂800）O聚甲醛丙烯腈OOOO丙烯酸系多元 共聚物OO丁二烯-苯乙烯纖維素(CA,CAB,CAP)氟聚合物尼龍亞苯基-氧化物 為主的樹脂（諾里爾）OO聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚碳酸酯OO熱塑性聚酯聚乙烯聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯OO聚砜O聚氯乙

15、烯OSAN-NAS-ASAOOOOonu廣東新寶電器股份有限公司第12頁共 17 頁黑方塊的表示兩種塑料的相容性好，容易進行超聲波焊接；圓圈表示在某些情況下相容，焊接性能尚可；onu廣東新寶電器股份有限公司第13頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-15空格表示兩種塑料相容性很差，不易焊接。表中所列僅供參考，因為熟知的變化可導致結果略有差異72 超聲波焊接面設計IT*IAt rl-. % 嵐捋後康墨鋒O-THSSNonu廣東新寶電器股份有限公司第14頁共 17 頁8.2 下降速度超聲波熔接機上有相應的旋鈕，一般來說，下降

16、速度越大能量越大onurif廣東新寶電器股份有限公司第15頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-158.3 頻率超聲波熔接機器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大8.4 振幅振幅的變化因素比較多，就一般來說，振幅的調整可以通過調幅器和焊頭的設計來達到8.5 時間我們可以調整焊接機的焊接時間，時間越長，焊接的能量越大8.6 保壓時間保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間，時間越長，形成的焊點越穩定，變形越小熔接能量Welding EnergyEnergy = Power X Time能量二功率X時間Factors of P

17、ower功率的娶素ForceVetocity_施生_X|唾率Forc csn b* w isd村匚掃阿 or vekDdyby changriiQar&連車的委素足Press urftfhHiapeedFrequi&ncyXAmpliludiSIS 常8.7 影響超聲波熔接能量的因素（頻率）換能器Con verter作用：將電能轉換成機械能組成:陶瓷晶片和傳動頭原理：電流經過換能器， 令換能器內產生電磁振蕩，再經過壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產生振動，振動經過金屬頭，傳20KHz = 0.02mm30KHz = 0.015mm40KHz = 0.01mm9 超聲波熔接機參數調校調幅

18、器選擇焊頭調諧焊頭一一工件一一底模之間的校準到調幅器表面振幅:onurif廣東新寶電器股份有限公司第16頁共 17 頁t調整：行程速度下降時間機械式止動器C onum廣東新寶電器股份有限公司作業指導書編號：71-02-WI-003版次：A生效日期：2011-06-15標題:超聲波焊接工藝標準第17頁共 17 頁整焊接時間焊 接 壓 力 保壓時間過載時候壓力較高減低下降速度 降低動力觸發值 用較低比例的調幅器焊接不充分增加焊接時間和壓力采用更高比例的調幅器使用功率更大的焊機被焊工件負載監控表過載負載 20%至 95%工件的檢查或試驗欠佳良好參數記錄9.1 調幅器的選擇9.1.1焊接面積9.1.2

19、9.1.39.1.49.1.59.1.69.1.7焊接過度減少焊接時間或降低壓力采用較低比例的調幅器面積越大，需要振幅越高。工件材料-PP/PE/尼龍等較難焊的晶型樹脂，需要的振幅較高。工件構造工件有細長的柱子或薄片等容易振裂的，應采用較弱的振幅。能源供應部份必須調諧得與換能器、調幅器、焊頭的每種組合相配合正常情況：測試時，負載表的讀數應少于20%異常情況：負載大于 20%應檢查： A 焊頭是否鎖緊？onu廣東新寶電器股份有限公司第18頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-15B連接螺桿是否完好？C連接面是否清潔？D焊頭

20、是否有裂痕（用油涂于表面，測試音波時，可見到裂痕位置）9.2 對位與行程921 對位921.1焊頭、工件與底模之間的對位。921.2工件放于底模，將氣壓放掉，焊頭用力往下拉，對準接觸面。921.3然后將底模在底板上固定好。9.2.2行程9.2.2.1以方便取放工件為宜9.2.2.2切記不能將焊頭直接接觸底模或底板的金屬等硬質材料，很可能會導致換能器的破壞。9.3 壓力9.3.1 壓力過低，會延長焊接時間，使工件表面產生疤痕或質量不佳。9.3.2 壓力過高，會使工件破裂，使界面結合欠佳，甚至過載，而終止超聲。9.4 焊接時間與保壓時間9.4.1 過長的焊接時間，會產生飛邊或質量下降，特別是嚴格密

21、封的場合下，更要注意，9.4.2 過長的焊接時間，會使工件偏離焊接區、表面熔化或破裂，特別是有孔部位、模合線上或頭角處。9.4.3一般 0.3S0.5S,在有彈力裝置、材料熔點高或材料有彈性時，要加大保壓時間。如： PP/PE 等。9.5 動力觸發器9.5.1 用來控制超聲波發出的時間9.5.2旋鈕刻度為 123,刻度越大，壓力越大，范圍 67N734N9.5.3 除非要克服變形或需要壓縮（彈簧、膜片、密封件）的元件，9.5.4 使用較高的觸發壓力外，一般都使用較低的觸發壓力159.6 一般開始參數9.6.1 設置時，一般由小到大的原則9.6.2 每次調整一種參數onu廣東新寶電器股份有限公司

22、第19頁共 17 頁壓力表：20Mpa觸發壓力:15 kg/cm2焊接時間:0.5S下降速度:1S5S作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-15保壓時間:1S9.7組件功用說明9.7.1 延遲時間設定：調整開始發振時間，在限制開關動作后09.99 秒開始發振。9.7.2 熔接時間設定：調整熔接時間長短，在延遲時間終了發振09.99 秒之范圍。9.7.3 硬化時間設定：調整發振終了工作物熔接處冷卻定型時間在09.99 秒之范圍。9.7.4 計數器：工作循環次數記錄用，附有歸零壓扣。9.7.5 調整及壓力表：工作壓力之指示及調整壓力用。9

23、.7.6 聲波調整：調整振動子系與發振回路之共振匹配，使轉換效率達到理想。9.7.7振幅表：顯示聲波空載或負載工作之振幅強弱。9.7.8電源開關及燈：電源開關之控制，及指示開路之信號。9.7.9 選擇開關（自動/手動/聲波檢查）：自動或手動之選擇，及作聲波空載檢視之按紐。9.7.10 聲波出力調整紐：聲波出力段數之設定用，12 段為一般使用，34 段為強力輸出用9.7.11 聲波過載燈：顯示聲波過載之不正常，需做聲波調整，至過載燈不會顯示為止。9.7.12 頻率指示：調試機器時做機器頻率顯示。9.7.13 焊頭：傳動振動能量于工作物之上，使之熔接。9.7.14 上升/下降緩沖調整：調整孔位于機

24、臺側面可適當調整，使升降慣性適中。9.7.15 下降速度調整：調整合理適當之下降工作速度用。9.7.16 熔接位置視窗：檢視正常熔接時焊頭壓附工作物之狀況。9.7.17 最低點微調螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時使用可限制汽缸之下降。9.7.18 水平微調螺絲：調整此四支螺絲，可使焊頭平均壓附在工作物上。9.7.19 輸出電纜及插座：聯接機體振動子系統與發振箱線路用。9.7.20 控制電纜及插座：聯接機體控制單元與發振箱自動控制回路用。9.7.21 接地螺母：電子回路之接地線連接用，漏電時之安全保障。9.7.22保險絲座：電子線路之過載保護。9.8 機器安裝法onu廣東新寶電器股份有限公

25、司第20頁共 17 頁9.8.1 將發振箱放置于機體附近操作員易于觀察及調整之處。9.8.2 接地：將地線一端接地，另一端接于發振箱后面之接地旋鈕。9.8.3 發振箱與機體聯接：將機體之輸出電纜插頭及控制電纜插頭接于發振箱插座及機體插座上C onurri廣東新寶電器股份有限公司第21頁共 17 頁作業指導書編號：71-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-159.8.4 接空壓源：將高壓氣壓管引清凈干燥之空壓源與熔接機體上空氣濾清器入口接頭以管束結合鎖 緊。9.8.5 接電源：發振箱后面之電源線及插頭，請接上 AC220V 為 60/50HZ 電源。9.9

26、 各調整及熔接前準備工作9.9.1 裝焊頭9.9.1.1 先將換能器（CON）及焊頭（HORN 以及焊頭螺絲，以酒精或汽油擦洗干凈，再將焊頭螺絲及 換能器，焊頭結合面抹上一層薄薄的黃油脂再將焊頭螺絲鎖于焊頭上。注意：換能器，焊頭之結合面若 有損傷時，振動之傳達效率會遞減，應謹保養。9.9.1.2 再緊固 4 支焊頭水平調整螺絲，將換能器固定在其旋轉范圍之中間位置處。9.9.1.3 把焊頭用手旋入換能器到不能回轉為止。9.9.1.4 以焊頭鎖緊扳手焊頭旋緊（約 300Kg/cm 之扭力），此時特別注意不讓換能器旋轉，以防止轉 梢扭斷。（若發現旋轉則 4 支焊頭水平調整螺絲要再緊固些）。10 注塑

27、成型缺陷之熔接痕標準化解決方案10.1 熔體匯合時形成的接縫分熔合線（meld line）和熔接痕（weld line），熔合線的性能明顯優于熔接痕。一般而言，匯合角大于 135 度時形成熔合線，小于 135 度時形成熔接痕，如下圖所示。熔合線的性能明顯優于熔接痕，匯合角對熔接 縫的性能有重要影響，因為它影響了熔接后分子鏈熔合、纏結、擴散的充分程度，匯合角越大，熔接縫性能越好。圖熔捋痕和習甘藪的定記10.2熔接痕的表現形式10.2.1 熔接痕是注塑件的薄弱環節，不但影響制品的外觀，而且易于產生應力集中，影響制品的總體強度0 onu廣東新寶電器股份有限公司第22頁共 17 頁作業指導書編號：71

28、-02-WI-003標題:超聲波焊接工藝標準版次：A生效日期：2011-06-1510.3 熔接痕的評價規格10.3.1 熔接痕一般是兩股熔體匯合時形成的表面刻痕，可以通過表面粗糙度計（如圖3）來測量，其評價規格可由熔圖昭捋痕眄為-洶I鳳0 onu廣東新寶電器股份有限公司第23頁共 17 頁接痕的深度（如圖 4）來衡量（如圖 5 熔接痕質量的評價規格）10.4 熔接痕產生的原因及改善的對策10.4.1 熔接痕的質量與人機料法環等因素都有直接或間接關系，關鍵是要把握影響的主要因素，并確定正確的改善措 施。熔接痕改良措施見下表：圈測量熔摟線的表面粗糙度計Weld Line 灤度 Um)Weld Lin醸度壬仝膽rn圖肛測壘菽得的熔接踐深度