新栋力超声点焊培训资料.docx
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新栋力超声点焊培训资料
第一章：
超声波金属焊接机工作原理
一、焊接原理简介：
换能器把超声频大功率振荡信号，变换成相应频率的机械能，施加到需焊接的金属片的界面，使金属片相合处瞬间生热，进而使金属晶格中的粒子激活，使金属片相合处的分子相互渗透而焊接在一起。
超声波点焊机是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。
其中超声波发生器是一个变频装置，将工频电流改变为超声波频率的振荡电流，换能器则依靠“压电效应”将发生器馈入的超声波频率电能转换成机械振动能。
增幅器是用来放大振幅并用来耦合负载，焊件是在静压力及弹性振动能量的共同作用下，将弹性振动能量转变成工件间摩擦能、形变能和热能，致使两工件表面形成一层表面氧化膜，从而达到摩擦焊接。
当不同的金属材料焊接时，会形成混合分子界面，产生冶金焊接。
二、电路结构：
超声波金属焊接机采用开关电源方式，属于D类放大。
第二章：
超声波金属点焊机结构图
1、超声波发生器（详细阅示意图）
2、超声波机头（详细阅示意图）
说明：
以上个别元件会因焊接工艺不同，功能元件选用稍有改变。
例如数显继电器和PLC装置分别是使用于需要二次超声波和不需要二次超声波功能的工艺。
如需要二次超声波选用PLC装置。
超声波金属点焊机外观结构图
机型图一：
机型图二
第三章：
超声波金属点焊机操作规程及安装步骤
一、工作调整
1、按图示正确接线。
2、正确接入工作电源线，启动复位开关，风扇转动。
3、按“超声测试”红色按纽（接触时间必须小于1秒），观察“过载灯”，若灯亮时，说明设备有故障或频率调整不当，若灯不亮并且电流表指示在空载测试2A以内为正常（注意：
空载电流偏小于2A为准，手摸模具，有油滑的感觉，听声音清脆。
）若超出2A时请重新调整频率至合符要求方可投入使用。
调节频率请打开机箱右侧小门内的频率跟踪按纽，慢速转动调节，模拟类似于调节收音机频道方法调节。
4、按下“超声测试”，如果按第3、方法处理都无法合符要求，电流表指针大于2A时，用电笔检查换能器或模具是否带强电，若带强电，表示换能器线接反，需调整后才能使用。
二、气源使用调整
1、按图所示正确接线。
2、正确接入干燥的气源。
3、气源的要求：
压力2-7kg，温度小于48%，温度不高于45℃。
4、参考如下图接气路。
注意：
压缩空气内的水份造成机内电气转换阀和其它气路元件失效，因此压缩空气进入控制器前必须经油水分离器。
三、操作步骤
1、请参考如下图示正确接线。
2、进行模具对位，把模具的焊接面对应在被焊接的工件位置上方。
3、再接上气源，储气潜力一般不少于7kg，同时要确保气缸上顶，设备气压表指示为2-7kg。
4、然后接上220V±10%的稳压电源（注：
红线接“火线”，黑线接“零线”），打开电源开关，在工作前必须进行超声波测试，确认频率正确方可工作，有关超声波检测，参照下一步。
5、如果设备装置有急停开关，必须检查急停开关是否旋开。
指示说明
序号
名称
作用及解释
A
接地线
要良好接地。
B
控制输入
接风扇、电磁阀。
C
换能器输入
与超声波发生器E超声波输出连接。
D
电源输入
接通220V电源。
E
超声波输出
与超声波机头C换能器输入连接。
F
控制输出
接风扇、电磁阀。
H
控制输入
接脚踏开关。
四、超声检测
1、在未了解其频率是否调整好时，按下超声测试，接触时间必须小于1秒，如果发现电流指示剧烈超出2A以上时，说明其频率不正确要进行微调，与此同时，听到超声并不清脆，比较沙哑，手摸模具不油滑。
2、在频率确认以后，电流表指示小于2A时，振幅指针摆较为缓慢，同时能听到悦耳清脆的声音，此时，用手触摸模具端面，会有油滑的感觉，表明超声波检测已经正常；
3、每次开机工作之前必须进行超声波检测，其原因是模具在工作时受热，会发生热胀冷缩现象，模具可能会返松，这样会造成不必要的电路损坏。
五、模具安装
1、清洗安装螺孔与连接螺杆（可用四氯化碳、酒精等有机溶剂），并用干的棉布将其表面液体擦干。
2、先将连接螺杆扭紧在模具上，然后垫上一张0。
1mm左右厚度的普通纸，（常规打印的A4纸70-80克即可），顺时针转动与变幅杆连接，扭到手不能扭动后，方用扳手夹住变幅杆，同时用勾头扳手勾住模具顺时针方向扭紧，使其固紧。
3、开启电源进行超声波检测，如还不能调出其频率，说明模具还未装好，要认真重新检查并安装，建议：
拆下模具，按“音波测试”观察空载电流应小于1A，手工艺摸变幅杆端面有油滑感觉为正常。
4、每次开机进行超声波检测时，如有异常，先对发生器单独检测，如果指针指示在1A以上，说明发生器良好，这时，应该检查一下模具是否已有松动，如有，用扳手与勾头扳手施加一定的力使其固紧。
5、进行模具的平衡镀调整，每次安装模具时，会对其机械部分造成影响，则要求其平衡度作调整。
六、下面介绍几种常用模具的调整
（一）组合模具调节步骤
介子头自然磨损后，需更换另一端面点的步骤如下：
1、将平衡板的固定螺丝两颗M10松动，将调节平衡板上的四颗M6的螺丝松动。
保证底板是水平的。
2、将固定法兰的八颗螺丝拧松，拧松至用手可以将变幅杆和模具用手可以转动为止。
3、用手转动变幅杆和模具，直至新一端面的介子头和T型模水平。
（按下气动使之目测是水平）。
4、然后再拧紧八颗法兰螺丝。
5、然后再用手动按下气动测试使介子头与T型模相接触，中间垫白纸对折，内放一复写纸。
（用复写纸的印痕来检验微观调节平衡）。
6、当按下气动测试时，气压2kg，介子头会压在复写纸上，观察到介子头压得两个印痕，请认真观察印痕的深浅度，假如左边印痕浅，则说明左边低了，这时候，需要启动四颗平衡板上的调节螺丝，左边螺丝旋高一点（顺时针），反之，则旋低（逆时针），再测试，再观察，如此累推。
直至调至印痕的花纹很均匀地印在复写纸上。
说明平衡已调好。
这时候，你固定好平衡板上的两颗M10固定螺丝，四颗平衡板的螺丝就保持现状，不用再去动它。
7、应当注意的是：
当组合模具磨损后，一般不可拧松锁紧螺母调节焊点，应当按照上述方法调节，把整个超声波换能系统转动至下一个合适的焊点位置上，以防母杆滑牙，损坏超声功能。
（二）多点模具调节步骤
模具自然磨损后，更换另一端面或者重新更换模具的调节步骤如下：
1、将固定法兰的八颗螺丝拧松，拧松至用手可以将变幅杆和模具用手可以转动为止。
2、用手转动变幅杆和模具，直至新一端面的上声极模具与下声极白钢刀目测水平。
（按下气动使之目测是水平）。
3、将平衡板的固定螺丝两颗M10松动，将调节平衡板上的四颗M6的螺丝松动。
保证底板是水平的。
4、然后再拧紧八颗法兰螺丝。
5、手动按下气动测试开关使上声极模具与下声极白钢刀相接触，中间垫白纸对折，内放一复写纸。
（用复写纸的印痕来检验微观调节平衡）。
6、当按下气动测试时，气压2kg，上声极模具会压在复写纸上，观察到上声极模具压得多个印痕，请认真观察印痕的深浅度，假如左边印痕浅，则说明左边低了，这时候，需要启动四颗平衡板上的调节螺丝，左边螺丝旋高一点（顺时针），反之，则旋低（逆时针），再测试，再观察，如此累推。
直至调至印痕的花纹很均匀地印在复写纸上。
说明平衡已调好。
这时候，你固定好平衡板上的两颗M10固定螺丝，四颗平衡板的螺丝就保持现状，不用再去动它。
7、如果是需要更换新模，调节平衡的步骤是一样的。
（三）组合单点模具调节步骤
介子头自然磨损后，需更换另一端面或者重新更换介子头的步骤如下：
1、将固定法兰的八颗螺丝拧松，拧松至用手可以将变幅杆和模具用手可以转动为止。
2、用手转动变幅杆和超声波母杆，直至新一端面的介子头单点与下声极白钢刀目测水平。
（按下气动使之目测是水平）。
3、将平衡板的固定螺丝两颗M10松动，将调节平衡板上的四颗M6的螺丝松动。
保证底板是水平的。
4、然后再拧紧八颗法兰螺丝。
5、然后再用手动按下气动测试使介子头与下声极白钢刀相接触，中间垫白纸对折，内放一复写纸。
（用复写纸的印痕来检验微观调节平衡）。
6、当按下气动测试时，气压2kg，介子头会压在复写纸上，观察到介子头单点压得印痕，请认真观察印痕的深浅度，假如左边印痕浅，则说明左边低了，这时候，需要启动四颗平衡板上的调节螺丝，左边螺丝旋高一点（顺时针），反之，则旋低（逆时针），再测试，再观察，如此累推。
直至调至印痕的花纹很均匀地印在复写纸上。
说明平衡已调好。
这时候，固定好平衡板上的两颗M10固定螺丝，四颗平衡板的螺丝就保持现状，不用再去动它。
7、应当注意的是：
当组合模具磨损后，一般不可拧松锁紧螺母调节焊点，应当按照上述方法调节，把整个超声波换能系统转动至下一个合适的焊点位置上，以防母杆滑牙，损坏超声功能。
（四）35-40KHz双支点超声波系统调节步骤
1、频率跟踪、调试：
瞬间按空载测试，电流在0.5A左右，测试时手摸二级变幅杆端面有柔滑感觉。
2、更换模具时，连接端面必须垫上一张铜板纸（A4纸70-80克厚度）：
其作用使得连接端面接合更平，而且减少金属直接摩擦面造成端面的不平，以防影响超声性能。
3、当转换另外一排焊点时（即焊点磨损后），只需松开两端支点的八颗螺丝即可转动换能器系统，粗调水平后，把螺丝锁紧即可。
4、在外围电压有波动的情况下，会影响到超声波输出的不稳定，必须配上供电稳压器。
5、使用时，如果出现测试电流大于1A，有可能存在以下故障：
（1）频率跟踪没调正，参考第一项。
（2）模具与变幅杆连接不够紧，应当装紧。
（3）换能器系统有问题：
应分步测试排除法，先测试换能器与变幅杆超声是否正常，再装模具测试是否正常，最后装上二级变幅杆测试是否正常的方式解决。
（各步骤测试方式参照第一项）。
七、焊接质量分析
（一）切断或焊不牢固
1、焊接压力不合适。
2、振幅不合适。
3、焊接方式不合适。
4、能量不合适。
5、限位问题，上焊头与下声极间隙不合适。
6、上焊头和下声极底模花纹不合适或者花纹已经磨损。
7、上焊头和下声极底模表面污染严重。
（二）工件粘在上焊头或下声极底模上
1、上焊头和下声极底模花纹磨损。
2、上焊头和下声极底模表面污染严重。
3、调整参数压力过大。
4、如果换新模后粘底模，请用空载超声瞬间空踩工作超声接触底模5-6下，然后再放上硬质镍片再空踩超声接触镍片5-6下，以去除底模表面初始毛刺，可减轻粘底模现象。
（三）焊接强度低
1、工件部份切断或脱落。
2、焊接方式不正确，工具头尺寸不正确。
3、能量未能够有效地传递到焊接部位（检查螺丝和振动系统）。
4、工件表面太多油污和氧化膜。
5、焊头行程太短，检查限位机构。
6、工具头过分磨损。
第四章：
PLC程序使用方法
“友好提醒操作人员：
在操作过程中，请不要随便按LOGO内的STOP指示。
”
由于西门子LOGO230RC本身功能局限，内置缺少保护密码设置。
因此，一再强调客户严格按照培训指示调节参数，一旦失误操作。
将有可能导致程序丢失。
程序丢失后有如下三种方法处理：
第一、把LOGO拆下寄回提供设备厂家重新安装程序。
第二、向厂家借用PLC程序卡。
自行重新输入程序。
用完之后，需归还厂家。
向厂家取得程式卡后，请按照如下操作步骤处理。
1、设备关掉电源，将PLC右上角插卡保险盖取出来。
用小号一字起子翘出来，然后插入卡条，打开电源。
（一定要先插卡，再开电源，否则会消除PLC程序卡上的程序。
）程序将自动输入，再关掉电源，取出卡条，将回原保险盖，完毕。
2、调节B01、B02、B03、B04参数。
（根据焊接工艺的不同调整参数），可记录原来成功焊接的参数。
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