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論文基本資料
摘要
外文摘要
目次
參考文獻
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研究生:
翁家暘
研究生(外文):
WENG, CHIA-YANG
論文名稱:
超音波金屬熔接用焊頭分析
論文名稱(外文):
Analysis of Ultrasonic Metal Welding Sonotrode
指導教授:
許坤明
指導教授(外文):
SHU, KUEN-MING
口試委員:
許坤明
、
李廣齊
、
汪清國
口試委員(外文):
SHU, KUEN-MING
、
LEE, KUANG-CHYI
、
WANG, CHING-KUO
口試日期:
2023-06-27
學位類別:
碩士
校院名稱:
國立虎尾科技大學
系所名稱:
機械與電腦輔助工程系碩士班
學門:
工程學門
學類:
機械工程學類
論文種類:
學術論文
論文出版年:
2023
畢業學年度:
111
語文別:
中文
論文頁數:
52
中文關鍵詞:
超音波金屬熔接
、
聲波焊頭
、
有限元素分析
、
模態分析
、
田口法
外文關鍵詞:
ultrasonic welding head
、
diffusion bonding
、
finite element analysis
、
modal analysis
、
Taguchi method
相關次數:
被引用:0
點閱:16
評分:
下載:3
書目收藏:0
在機械金屬加工中,超音波焊接的成功與否很大程度上取決於焊頭或超聲波發生
器的設計。焊頭必須以適當的水平進行振動,並有效地將振動能量傳遞到金屬接合
點,同時確保振動能量在傳遞過程中不明顯損失,以獲得高質量的焊縫。因此,準確
的超聲波焊頭設計對於實現有效的超音波金屬焊接至關重要。
本研究的重點是使用 ANSYS 有限元素分析軟體進行聲波焊頭的模態分析,透過田
口法的望目特性,找到符合設計目標值的聲波焊頭尺寸。接著使用頻率量測儀對製作
出的最佳化聲波焊頭進行頻率量測,並進行模擬比對,比對結果顯示實際測量值與模
擬值相似,對超音波加工上節省大部分測試與修正時間。
實驗以黃銅片和銅線作為實驗材料,透過施加不同的壓力、銅線粗細和熔接時間
作為因子進行試驗。配合光學顯微鏡和拉伸試驗機來評估不同熔接參數條件對超音波
熔接的影響,以田口法,找出最佳的製程參數和加工因子,並評估每個因子對產品品
質的貢獻率,藉此改善超音波熔接的加工過程,提高最終產品的品質。
In mechanical metal processing, the success of ultrasonic welding largely depends on the
design of the weld head or ultrasonic generator. The weld head must vibrate at an appropriate
level and effectively transfer vibrational energy to the metal joint while minimizing energy
losses during the transmission process to achieve high-quality welds. Therefore, accurate
design of the ultrasonic weld head is crucial for achieving effective ultrasonic metal welding.
The focus of this study is to perform modal analysis of the ultrasonic weld head using
ANSYS finite element analysis software. By utilizing the desired characteristics of the
Taguchi method, the optimal dimensions of the ultrasonic weld head that meet the design
objectives are determined. Subsequently, a frequency measuring instrument is used to
measure the frequency of the optimized weld head that has been fabricated, and the measured
values are compared with the simulation results. The comparison demonstrates similarity
between the measured and simulated values, thus saving significant testing and refinement
time in ultrasonic processing.
The experiment involves using brass sheets and copper wires as the test materials.
Different factors such as applied pressure, wire diameter, and welding time are varied in the
experiment. Optical microscopy and a tensile testing machine are employed to evaluate the
impact of different welding parameter conditions on ultrasonic welding. Using the Taguchi
method, the optimal process parameters and processing factors are determined, and the
iii
contribution of each factor to the product quality is assessed. This approach aims to improve
the ultrasonic welding process and enhance the quality of the final product.
摘要.....................................................................................................................................i
Abstract...............................................................................................................................ii
誌謝...................................................................................................................................iv
目錄....................................................................................................................................v
表目錄..............................................................................................................................vii
圖目錄.............................................................................................................................viii
符號說明...........................................................................................................................ix
第一章 緒論......................................................................................................................1
1.1 研究背景與動機..................................................................................................1
1.2 研究目的..............................................................................................................1
1.3 論文架構..............................................................................................................1
第二章 文獻回顧..............................................................................................................2
2.1 超音波焊接相關研究..........................................................................................2
2.2 理論基礎..............................................................................................................3
2.2.1 超音波基本原理及特性...........................................................................3
2.2.2 超音波金屬熔接原理...............................................................................6
2.2.3 超音波熔接方法.......................................................................................7
2.3 有限元素分析......................................................................................................8
2.3.1 有限元素法種類.......................................................................................9
2.3.2 有限元素分析重要名詞......................................................................... 11
2.4 田口方法原理介紹............................................................................................12
2.4.1 穩健分析.................................................................................................12
2.4.2 田口式品質工程之概述.........................................................................13
2.4.3 實驗設計步驟.........................................................................................14
2.4.4 田口法之實驗名詞解釋[15] ..................................................................15
2.4.5 直交表.....................................................................................................16
2.4.6 訊號雜訊比(S/N 比)..........................................................................18
2.4.7 變異數分析.............................................................................................19
第三章 聲波焊頭尺寸設計與分析................................................................................22
3.1 聲波焊頭尺寸設計............................................................................................22
3.1.1 材料性質.................................................................................................22
3.2 焊頭尺寸設定....................................................................................................23
3.2.1 直交表選用.............................................................................................24
3.2.2 數據分析.................................................................................................25
3.2.3 靈敏度調整分析.....................................................................................28
3.2.4 變異數分析.............................................................................................30
vi
3.2.5 確認實驗.................................................................................................31
3.3 實際聲波焊頭頻率量測....................................................................................32
第四章 超音波熔接實驗流程........................................................................................33
4.1 實驗設備介紹....................................................................................................33
4.1.1 焊接機.....................................................................................................33
4.1.2 音波產生器.............................................................................................34
4.1.3 配重組.....................................................................................................34
4.1.4 拉力試驗機.............................................................................................35
4.1.5 熱鑲埋.....................................................................................................35
4.1.6 光學顯微鏡.............................................................................................36
4.2 實驗流程............................................................................................................36
4.2.1 試片熔接.................................................................................................36
4.2.2 超音波熔接試片拉力測試.....................................................................38
4.2.3 超音波熔接試片表面熔接程度探討.....................................................39
4.3 應用田口法於加工實驗....................................................................................40
4.3.1 品質特性的選定.....................................................................................40
4.3.2 控制因子及其水準值.............................................................................40
4.3.3 直交表的選用.........................................................................................41
4.3.4 實驗數據分析.........................................................................................42
4.3.5 平均數分析(信號雜訊比 S/N 比) ..........................................................43
4.3.6 ANOVA 分析 ..........................................................................................45
第五章 結論與未來展望................................................................................................46
5.1 結論....................................................................................................................46
5.2 未來展望............................................................................................................46
參考文獻..........................................................................................................................47
Extended Abstract.............................................................................................................48
1. Introduction ..........................................................................................................49
2. Experiment ...........................................................................................................50
3.Results and Discussion ..........................................................................................50
4. Conclusion............................................................................................................51
[1] Pradeep Kumar , Prakasan ,2018,”Acoustic horn design for joining metallic wire with
flat metallic sheet by ultrasonic vibrationsJournal of Vibroengineering, Vol. 20, Issue 7,
2018, p. 2758-2770.
[2] V.P. Srinivasan,2021,Experimental investigation on ultrasonic metal welding of copper
sheet with copper wire using Taguchi method,Sri Krishna College of Engineering and
Technology, Coimbatore, Tamil Nadu, India
[3] 董毓才,2004,”超音波熱壓印微結構加工參數影響之研究”,長庚大學機械工程
研究所碩士論文。
[4] 李青鴻,2012,太陽能板之超音波金屬連續熔接機研發及其加工參數研究,國立虎
尾科技大學機械與電腦輔助工程系研究所碩士論文
[5] G.Amin,M.H.M.Ahmed, H.A Youssef,1995, "Computer-aided design of ultrasonic
machining using finite-element analysis", Journal of Material Processing Technology
55,254-260.
[6] 鄭振東,1999,”超音波工程”,全華科技圖書股份有限公司,台北。
[7] 黎慧玉, 1990, ”感測與轉換應用電路—設計與實習”, 高立圖書有限公司, pp.
99~111。
[8] 川島政憲著,賴耿陽譯,1982,”超音波工學理論及實務”,復漢出版社。
[9] 黃宏財,2009,有限元素法簡介
[10] ANSYS,Release 15.0,Help System,Element Reference,ANSYS, Inc.
[11] 吳復強,2002,田口品質工程,台北,全威圖書。
[12] 鍾清章,1986,”生產線外語生產線上的品質管制”,機械工業。
[13] 陳世明,1992,”田口式品質工程技術與技術開發”,材料與社會,V70,pp.75-81。
[14] 李輝煌,2002,田口方法-品質設計的原理與實務,高立圖書有限公司。
[15] 吳復強,2005,產品穩健設計-田口方法之原理與運用,全威圖書。
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