北京超声波塑料焊接机：基于压力自适应的超声波精密封接方法

基于压力自适应的超声波精密封接方法

　　　　在基于压力传递反馈的超声波精密封接方法中，以压力的大梯度衰减作为判断聚合物界面发生玻璃化转变的标记点，并以此作为控制关闭超声波能量的时间点，此方法在合适的压力参数下实现了质量良好的界面熔接，但在压力参数不合适的状态下会出现界面不完全熔接或整体过度变形的现象。为使器件界面温度在超声波作用下以更加合适的速率升高，且对于零件尺寸的变化无须通过实验进行参数调整，本节介绍了一种基于压力反馈原理的压力自适应超声波精密封接方法。

   分析可知，在超声波封接系统中，在超声波发生器处于相同功率状态下，压力参数直接决定了界面的产热速度，过大的压力下界面温升速率缓慢，并且对后续界面聚合物材料的促进作用也相对不足；而过小的压力下温升速率过快，难以控制在合适的位置，在过高的界面温度下聚合物熔化流溢过度，从而导致熔接形变量过大。因此本方法通过在超声波封接过程中为零件提供递减的压力，以实现界面在承载超声波能量过程中对压力的自动选择。

   基于压力自适应的超声波精密封接方法流程，该方法流程在基于压力反馈超声波精密封接方法的基础上在压力的加载方式进行了优化设计，在超声波能量开启后，通过控制超声波工具头以缓慢的速度上移来实现其对零件施加压力的递减，从而逐渐增加在超声波作用下聚合物界面的温升速度，随着压力的逐渐降低和温升速率的逐渐升高，界面聚合物发生玻璃化转变时刻其力学性能发生大幅衰减，通过软件检测到压力的大梯度衰减即关闭超声波能量。在初始阶段通过步进电机所提供的大压力对超声波工具头的振动起到抑制作用，以缓和界面温升速度；随着超声波工具头的上移，压力逐渐减小，因此压力对超声波振动的抑制作用也逐渐减小，当压力降低到某～值时界面温度足够使聚合物发生玻璃化转变，即关闭超声波。在此方法中超声波工具头对聚合物器件施加的压力呈递减变化趋势，随着超声波在界面间的作用，对压力具有自选择性，可在相对较短时间内选择合适的压力值，对界面MEM幅适当的超声波，即可保证界面的充分熔接，义最大程度地降低了聚合物MEMS部件所受到的超声波强度，可在实现高质量界面熔接的基础上降低超声波对微结构所带来的破坏作用。