常见答疑

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激光焊接

可以焊接哪些类型的塑料?

除了氟聚合物外,大多数常用的热塑性塑料都可以焊接。

我可以焊接什么颜色的塑料?

两个零件都可以是透明的,或者两个都可以是带颜色的,或者只有底部零件带颜色。

底部或内部是否需要是黑色的?

使用2微米激光时,不需要黑色。

我可以焊接多大的零件?

迄今为止,我们焊接过的零件直径可达700毫米。实际上没有限制,因为每个系统都是根据客户需求定制的。

我的零件是否需要设计接头?

是的,Dukane会为您建议最佳的接头设计。在许多情况下,平面与平面接触是可以接受的。配合表面之间的良好配合至关重要。

焊接速度有多快?(英寸/毫米每分钟)

这取决于材料的特性和上部零件的厚度。

可以焊接哪些形状的零件?

中等曲率的零件可以在没有特殊工具的情况下焊接。

激光系统可以集成到自动化设备中吗?

可以,事实上激光焊接系统非常灵活,并且易于自动化。

使用激光时有哪些安全注意事项?

我们的激光工作单元外壳符合Class 1 CDRH认证,并配有激光安全玻璃观察窗。

激光焊接工具:是否需要使用玻璃夹紧零件?

不一定。有些零件可以使用金属(铝或不锈钢)夹紧。

我可以使用透明塑料吗?

不可以,因为2微米激光束会被聚合物本身吸收。

应用与故障排除——为什么焊接时会产生大量烟雾/ fumes?

烟雾或 fumes 是热塑性材料热分解的迹象,因此工艺优化至关重要。

激光系统是否需要或可以进行校准?多久校准一次?

是的,在许多情况下,每年校准一次就足够了,但校准频率取决于您的质量控制要求。

超声波嵌入

为什么嵌件的保持力不足?

可能的原因及解决方案:
  • 孔洞与嵌件之间的干涉不足。
    • 确保孔洞尺寸符合嵌件制造商的指导标准。
  • 螺丝在孔洞中触底(适用于内螺纹嵌件)。
    • 尝试使用较短的螺丝或增加孔洞的深度。
  • 嵌件在塑料未完全熔化时被压入。
    • 使用较慢的iQ伺服焊接速度,使用液压速度控制,增加振幅和/或降低气压,或使用预触发。
  • 嵌件安装完成后超声波仍在工作。
    • 减少主焊接参数。
  • 焊头在嵌件周围的塑料未完全固化前回缩。
    • 需要增加保持时间。

为什么多个嵌件的安装总是不一致?

可能的原因及解决方案:
  • 塑料在所有嵌件周围未能均匀熔化。
    • 需要增加振幅。
  • 嵌件在塑料未完全熔化时被压入。
    • 使用较慢的iQ伺服焊接速度,使用液压速度控制,降低下降速度,或使用预触发。
  • 嵌件安装高度不一致。
    • 焊接至固定位置或绝对距离,使用预触发,或调整夹具水平。

如何防止嵌件在安装过程中或安装后开裂?

可能的原因及解决方案:
  • 嵌件在塑料未完全熔化时被压入。
    • 尝试使用预触发,降低下降速度和/或气压,或使用较慢的iQ伺服焊接速度。
  • 焊接力过高。
    • 需要降低气压。
  • 凸台壁过薄。
    • 需要增加凸台的壁厚。
  • 嵌件与孔洞之间的干涉过多。
    • 需要减少干涉量。
  • 注塑成型中的“熔接线”或“焊接线”强度不足。
    • 确保注塑参数正确。

为什么嵌件没有达到预期的安装深度?

可能的原因及解决方案:
  • 超声波作用时间不足。
    • 需要增加主焊接参数。
  • 飞边填充了孔洞(适用于内螺纹嵌件)。
    • 增加孔的深度。
  • 气压和/或功率不足。
    • 增加气压或更换更高功率的发生器。

为什么循环时间这么长?

可能的原因及解决方案:
  • 孔洞与嵌件之间的干涉过多。
    • 增加孔的直径(如果可能)或使用较小的嵌件。
  • 嵌件安装区域的零件没有得到刚性支撑。
    • 在凸台下方直接支撑零件,或在嵌件下方直接安装金属柱。
  • 下降速度过慢。
    • 提高下降速度/增加iQ伺服焊接速度。
  • 插入力过低。
    • 通过提高焊接速度或气动下降力来增加焊接力。

如何防止熔化的塑料填充孔洞(适用于内螺纹嵌件)。

可能的原因及解决方案:
  • 嵌件过长,或孔洞过浅。
    • 使用较短的嵌件或加深孔洞。
  • 孔洞与嵌件之间的干涉过多。
    • 需要减少干涉量。
  • 嵌件被压入过深。
    • 需要减小主焊接参数。

超声波铆接

为何铆接头形状粗糙或不规则?

可能的原因及解决方案:
  • 铆接腔体过大。
    • 更换为更小的焊头腔体。
  • 铆柱中的塑料体积不足。
    • 需要增加铆柱的高度/直径。
  • 铆柱在基部熔化。
    • 请参阅下方问题部分“铆接头形成前基部熔化”。

为何铆接头周围有过多飞边?

可能的原因及解决方案:
  • 铆接腔体过小。
    • 使用更大的焊头腔体。
  • 铆柱中的塑料体积过多。
    • 减少铆柱的高度和/或直径。
  • 铆柱未在焊头腔体中居中。
    • 将铆柱对准焊头腔体中心。

为什么桩头下方的表面变形了?

可能的原因及解决方案:
  • 零件在桩头下方没有直接支撑。
    • 在桩头下方使用金属柱支撑夹具。
  • 触发力过高。
    • 降低触发力或使用预触发。
  • 焊接距离过大。
    • 需要减小焊接参数。
  • 焊接振幅在循环结束时过高。
    • 使用振幅分析在循环结束时降低振幅。

为什么铆接头部与连接的零件之间存在松动?

可能的原因及解决方案:
  • 孔的直径相对于螺柱的直径过大。
    • 需要减小孔的直径。
  • 在螺柱头部固化之前移除了保持力。
    • 如果使用双压力系统,请在焊接周期的保持阶段使用压力2(压力2应高于压力1),使用动态保持功能以确保在保持阶段施加适当的压缩力,增加保持时间/距离,增加螺柱直径,或减小铆接腔的尺寸。
  • 在保持时间内对铆接头部施加的力不足。
    • 使用动态保持功能以确保在保持阶段施加适当的压缩力。

为什么螺柱的基座会塌陷?

可能的原因及解决方案:
  • 螺柱基座附近有尖锐的角落。
    • 需要在螺柱基座处进行倒圆角处理。
  • 螺柱未在焊头腔中居中。
    • 将螺柱对准焊头腔的中心。
  • 在超声波激活之前施加了过多的压力。
    • 使用预触发功能或降低下压速度或iQ伺服焊接速度。
  • 触发力过高。
    • 降低触发力。

为什么在头部成型之前基座会熔化?

可能的原因及解决方案
  • 螺柱基座附近有尖锐的角落。
    • 在螺柱基座处进行倒圆角处理。
  • 触发力过高。
    • 降低触发力。
  • 振幅过高。
    • 预触发超声波,通过更换增益较低的增压器或降低振幅百分比设置来减少振幅,或在周期结束时使用振幅调节功能。
  • 下压速度过快。
    • 使用液压速度控制或降低下压速度。

为什么在焊头回缩时,成型的螺柱会留在铆接腔中?

可能的原因及解决方案:
  • 焊头回缩前头部未固化。
    • 需要增加保持时间。
  • 焊头尖端过热,导致头部无法固化。
    • 需要冷却焊头尖端或使用后爆功能。

超声波焊接

为什么会出现飞边?

可能的原因及解决方案:
  • 能量导向器可能过大。
    • 减小能量导向器的尺寸和气压,并使用间断式能量导向器。
  • 剪切干涉过大。
    • 减少干涉量。
  • 主要焊接参数过大。
    • 减小焊接参数。
  • 振幅设置过高。
    • 降低振幅百分比或增压器比率。
  • 焊接周期结束时振幅过高。
    • 在焊接周期中降低振幅,并使用动态保持距离。
  • IQ伺服焊接速度过低。
    • 提高IQ伺服焊接速度或使用Melt Match®速度调节。
  • 触发力过高。
    • 降低触发力。
  • 接头尺寸不均匀。
    • 重新设计接头尺寸,将接头重新设计为剪切接头或榫槽接头,并检查模具加工条件。
  • 零件配合过紧。
    • 增加零件之间的间距。

为什么焊接组件会出现错位?

可能的原因及解决方案:
  • 零件不具备自对准功能。
    • 在配合的零件半部添加对准装置(例如销和插座)。
  • 夹具支撑不当。
    • 重新设计夹具以提供适当的支撑。
  • 存在壁面弯曲。
    • 在零件上添加加强筋或支撑板,并在弹性夹具的未支撑部分添加刚性支撑板。
  • 接头设计尺寸不当。
    • 重新调整零件尺寸。
  • 零件公差不正确/成型不良。
    • 收紧零件公差并确保正确的成型条件。

如何防止焊接过程中内部组件受损?

可能的原因及解决方案:
  • 内部有尖锐的角落/薄壁部分。
    • 尝试对所有尖锐角落进行倒圆角处理,并对受损区域进行阻尼处理(如果可能)。
  • 振幅过大。
    • 尝试通过更换增益较低的增压器或降低振幅百分比来减少振幅。
  • 焊接时间过长。
    • 尝试减少主要焊接参数,增加振幅,增加气压,提高iQ伺服焊接速度或使用Melt-Match®速度调节。
  • 内部零件存在应力。
    • 确保正确的成型条件,进行模流分析,遵循标准设计实践以减少成型件中的残余应力,通过更换增益较低的增压器或降低振幅来减少振幅,并使用振幅调节。

如何防止零件(接头区域外)熔化或断裂?

可能的原因及解决方案:
  • 内部有尖锐的角落/薄壁部分。
    • 尝试对所有尖锐角落进行倒圆角处理,并对受损区域进行阻尼处理(如果可能)。
  • 振幅过大。
    • 尝试通过更换增益较低的增压器或降低振幅百分比来减少振幅。
  • 焊接时间过长。
    • 尝试减少主要焊接参数,增加振幅,增加气压,提高iQ伺服焊接速度或使用Melt-Match®速度调节。
  • 内部零件存在应力。
    • 确保正确的成型条件,进行模流分析,遵循标准设计实践以减少成型件中的残余应力,通过更换增益较低的增压器或降低振幅来减少振幅,并使用振幅调节。

为什么内部组件会焊接在一起?

可能的原因及解决方案:
  • 内部组件由相同材料制成。
    • 确保内部组件由不同的树脂制成,润滑内部零件,或考虑使用更高频率的系统。

为什么我总是遇到薄膜效应?

可能的原因及解决方案:
  • 内部组件由相同材料制成。
    • 确保内部组件由不同的树脂制成,润滑内部零件,或考虑使用更高频率的系统。

为什么会出现过度焊接?

可能的原因及解决方案:
  • 传递到零件的能量过多。
    • 尝试降低气压,减少焊接时间/主要焊接参数,通过更换增益较低的增压器或降低发生器振幅百分比设置来减少振幅,使用较慢的下压速度,通过更换增益较高的增压器来增加振幅以减少焊接时间,并提高iQ伺服焊接速度或使用Melt-Match®速度调节。

为什么会出现焊接不足?

可能的原因及解决方案:
  • 传递到零件的能量不足。
    • 尝试增加气压,增加焊接时间/主要焊接参数,更换增益较高的增压器以增加振幅,降低iQ伺服焊接速度,并更换更高功率的发电机。
  • 能量被夹具吸收。
    • 尝试更换使用的夹具类型。

为什么会出现焊接不均匀?

可能的原因及解决方案:
  • 零件变形。
    • 尝试检查零件尺寸,确保成型条件正确,使用更高的触发力/触发延迟,使用更高的保持压力,并增加Melt-Detect™百分比。
  • 能量导向器高度不一致。
    • 重新设计能量导向器以确保高度均匀,并使用间断式能量导向器。
  • 焊头、夹具和零件之间缺乏平行度。
    • 尝试将工具调整至与零件平行,并确保零件尺寸正确。
  • 发生壁面弯曲。
    • 在零件上增加加强筋,并在夹具中加入组件以防止向外弯曲。
  • 顶针位置位于接头区域。
    • 重新设计零件,使顶针不在接头区域。(确保顶针与表面齐平)。
  • 夹具支撑不足。
    • 重新设计夹具以改善关键区域(焊接区域下方)的支撑,使用更坚固的夹具,并在弹性区域的未支撑部分添加刚性支撑。
  • 零件尺寸不正确。
    • 确保零件尺寸和成型条件正确。
  • 零件未正确对齐。
    • 检查焊接过程中零件是否移位,配合零件的对齐情况,以及焊头、零件和夹具的平行度。
  • 接头区域缺乏紧密接触。
    • 确保零件尺寸和公差正确,确保顶针痕迹不在接头区域,并检查配合零件两半的对齐情况。
  • 焊头接触不均匀。
    • 检查成型零件是否有凹陷,检查零件与焊头的配合情况,并检查夹具中的支撑是否合适。
  • 接头表面有脱模剂。
    • 清洁配合表面并使用可喷涂级脱模剂。
  • 塑料材料中的填料/增强材料分布不均匀。
    • 确保成型条件正确并检查模具设计。
  • 材料或树脂等级不兼容。
    • 咨询树脂供应商或Dukane应用工程部门。
  • 再生料百分比不一致。
    • 咨询成型商并确保成型条件正确。
  • 成型零件中有水分。
    • 指定零件为“干燥成型”,并在焊接前通过加热干燥零件。

为什么焊接时零件会出现标记?

可能的原因及解决方案:
  • 零件与用于切割工具的CAD数据不匹配。
    • 尝试抛光工具和/或使用更大的偏移量重新切割。
  • 传递到零件的能量过多。
    • 需要降低气压,减少焊接时间/主要焊接参数,通过更换增益较低的增压器或降低振幅百分比来减少振幅,使用较慢的下压速度,通过更换增益较高的增压器来增加振幅以减少焊接时间,增加iQ焊接速度或使用Melt-Match®速度调节。
  • 焊头温度升高导致标记。
    • 尝试使用强制对流冷却焊头,确认焊头和增压器接口清洁且平整,确保焊头、增压器和换能器接口按照Dukane规格正确拧紧,并目视检查焊头是否有裂纹。
  • 使用凸起字母导致标记。
    • 使用凹陷字母或在字母周围对焊头进行避让处理。
  • 零件与工具不匹配。
    • 检查工具是否提供适当的支撑,在焊头和零件之间放置聚乙烯薄膜或使用Dukane薄膜进料器,检查腔体之间的差异,并重新设计或制造夹具。
  • 焊头上的氧化物转移到零件上。
    • 在焊头和零件之间放置聚乙烯薄膜或使用Dukane薄膜进料器,使用镀铬焊头和/或夹具,或使用抛光的钛合金焊头。
  • 零件中的填料含量不一致。
    • 确保成型条件正确并减少塑料中的填料量。

为什么零件之间的焊接结果不一致?

可能的原因及解决方案:
  • 使用了脱模剂。
    • 清洁焊接界面的配合表面。如果必须使用脱模剂,请使用可喷涂/可印刷级别的脱模剂。
  • 零件公差不正确。
    • 收紧零件公差,检查零件尺寸,并确保成型条件正确。
  • 存在腔体之间的差异。
    • 确保零件尺寸和公差在规格范围内,检查腔体磨损情况,确保成型条件正确,并进行统计研究以查看是否存在某些腔体组合的模式。
  • 树脂中含有再生料或降解塑料。
    • 咨询成型商,确保成型条件正确,减少再生料的百分比,确保再生料百分比一致,或提高再生料的质量。
  • 供应给发电机的交流线路电压波动。
    • 需要升级为具有线路负载调节功能的发电机。
  • 气压波动。
    • 升级为iQ伺服焊接系统,升级为具有电子压力调节功能的系统,在气路上添加带有止回阀的缓冲罐,并提高压缩机输出压力。
  • 塑料中的填料含量过高。
    • 减少塑料中的填料百分比,确保成型条件正确,或更换填料类型(例如,从短玻璃纤维改为长玻璃纤维)。
  • 焊头与零件不匹配。
    • 检查零件尺寸,检查腔体之间的差异,或咨询Dukane以修改现有焊头。
  • 焊头、零件和/或夹具之间缺乏平行度。
    • 检查焊头的平行度,检查焊头/零件的配合情况,检查零件/夹具的配合情况,或在必要时调整夹具水平。
  • 刚性夹具反射振动能量。
    • 在夹具的底座中使用特氟龙、氯丁橡胶、软木或聚氨酯来阻尼能量。

振动摩擦焊接设备

机器为什么不能在自动模式下循环运行?

检查HMI(人机界面)上的顶部状态栏,找出机器未准备好循环运行的原因。

  • 确保后门已关闭
  • 检查所有急停按钮是否已复位
  • 确保机器处于自动模式
  • 确保机器处于原点位置并“准备好循环运行”
  • 确保所有零件存在感应开关已触发

需要执行哪些定期维护?

参见操作手册第11节。主要项目如下:

  • 当气压下降15 psig或每2年更换一次空气过滤器
  • 每周检查液压油液位
  • 每年更换液压过滤器
  • 每10,000小时或当液压油变色时更换液压油
  • 每年对轴承上的8个注油嘴进行1-2次润滑(仅润滑轴承,导轨不需要润滑)。

可以不协调关闭HMI就关闭机器吗?

是的,工业HMI可以随时关闭。这不会影响机器或HMI的功能。

什么是工具重量补偿?

这是一种将工具和台面重量归零的方法。它使您能够知道在焊接过程中施加在零件上的力是您实际施加的力。在某些机器中,您直接输入工具重量,机器知道台面的重量,并从系统压力中减去这两者。更准确的方法是“浮动台面”。在这种情况下,您加载工具并运行一个增加压力的过程,直到台面移动。此时提升力为零。然后从系统力中减去这个压力。

液压油应该多久更换一次?

液压油应每10,000小时更换一次,或者当油变色时更换。

为什么上工具要使用所有螺栓?

所有弹簧和叠片载体中的螺栓都必须使用。上移动工具会产生高达208g的加速度。这意味着一个100磅的工具会动态产生20,000磅以上的动态负载。从电气角度来看,我们可以发现缺少一个螺栓会导致头部开始以不期望的模式运行。缺少多个螺栓会损坏机器并使保修失效。

为什么平衡工具如此重要?

不平衡的工具不会线性运行。它会开始以轨道形式移动。这会给叠片载体和线圈带来压力。平衡工具是延长机器寿命的最重要的事情。

什么是工具ID?

在Dukane机器中,工具ID是通过工具连接器向机器输入的简单二进制信号。通过将24伏电压连接到正确的引脚,可以为工具提供唯一的工具ID。使用此功能后,每次插入工具时,与工具相关的程序都会在PLC/HMI中调出。因此,不会出现为给定应用使用错误焊接参数的情况,也无需在加载工具时设置参数。

振动摩擦焊接工艺

机器运行了一个周期,但没有达到熔接距离,为什么会发生这种情况?

检查机器的焊接时间。很可能您已经超过了最大焊接时间。您需要增加时间、提高夹紧压力或振幅,以在所需时间内达到熔接距离。

我应该按时间焊接还是按熔接距离焊接?

如果可能,通常最好按熔接距离焊接。这是唯一的闭环焊接方法。即使改变压力、振幅甚至焊接零件的表面积,您仍然可以达到相同的熔接距离,从而获得一致的焊接效果。

焊接时,我的应用需要多大的焊接压力?

您需要计算所有焊点顶部的表面积,然后将该面积乘以250磅/平方英寸。这是一个良好的起点,具体数值可能因应用而异。

我的应用需要多大的保持压力?

保持压力不应超过焊接压力。实际上,最好将保持压力降低约10%。当焊接机进入保持模式时,会出现“焊后塌陷”,即热影响区变薄,这会降低焊接强度。您需要保持压力,但过大的压力可能导致冷焊。

振动过程中零件上有划痕,如何消除这些痕迹?

通常,这些痕迹是由于零件在夹具中移动(可能是上夹具或下夹具或两者)造成的。您需要增加焊接压力,使零件更好地固定在夹具中。这通常可以解决问题。如果问题仍然存在,可能需要找到锁定零件的方法。在零件中使用定位器和返回法兰通常效果良好。

我可以使用不同材料吗?

是的,您可以使用Dukane网站上的材料兼容性图表来确定哪些材料可以相互焊接。然后,您需要回答两个问题:

  • 材料的熔融加工温度必须在彼此20°C以内。
  • 材料的熔体流动指数必须在彼此4以内。

在不需要焊接的区域出现了焊接(导致缺陷,如可见区域的飞边)

我们需要考虑压力和振幅。如果在不需要焊接的区域出现焊接,您需要移除该区域的压力或振幅。通常这意味着需要清理支撑夹具,以消除该区域的压力。只有在极少数情况下,可以减少或消除振幅。

为什么或何时需要运行自动调谐?

自动调谐是将振动头的自然共振频率与数字驱动器匹配。当频率匹配时,电源的功耗最低。即使1Hz的偏差也可能导致大量功率损失。这些多余的功率会出现在振动头的线圈中,导致过热,长期可能损坏线圈或层压载体。每次更换工具时都应进行自动调谐,也可以在工具更换之间进行。Dukane机器可以在设定的循环次数后进行自动调谐。

什么是熔融图?

熔融图通常在所需焊接深度的一半(0.5毫米)处进行。通过在最小焊接深度下焊接零件并撕裂零件,检查所有焊点,您可以找到未焊接的区域。您可以在工具中添加垫片,直到大约80%的区域焊接完成。然后在全熔深下焊接零件,并检查是否满足所有关键特性要求。

当我撕裂零件(熔融图)时,焊点并未全部焊接。

您需要考虑压力和振幅。

  • 工具通常是分段的,以便可以添加垫片。通过在未焊接区域添加垫片,您可以增加该区域的压力,从而产生更多的焊接。
  • 如果添加垫片后未焊接区域扩大,则可能是振幅问题。通常这意味着焊点与振幅方向成90度。添加垫片会加剧问题并减少零件之间的相对运动。在这种情况下,您可能需要移除垫片,甚至通过切割细节底部来降低垫片高度。大多数情况下需要更改零件设计,使壁更硬,焊接时不会移动。

什么是保持时间,我需要多少?

保持时间是指焊接完成后,振动头回到中心位置,零件在夹具中保持夹紧,直到熔融塑料固化的一段时间。通常的规则是,如果零件在“X”秒内焊接完成,则需要“1/2X”的保持时间。如果不受循环时间限制,只需将保持时间设置为与焊接时间相等。

是否可以实现防漏密封?

是的,我们经常焊接能够承受显著压力而不泄漏的零件。例如尾灯、进气歧管、电子模块、马桶水箱等应用。