超聲波焊接技術(shù)

1、 超聲波焊接技術(shù)在進行超聲波振動的同時施加壓力，使要結(jié)合的塑料產(chǎn)品的一部分因摩擦產(chǎn)生熱量軟化，焊接在一起的方法。接合部的接合形狀案例 （1） 斜面接合 該接合是利用斜面以達到完全的面接合。由于可獲得均一的熱能及較大的焊接面積，故焊接強度高，氣密性好。設(shè)計時的注意事項 · 接合部的傾斜角度越大則焊接面積也就越大，但由于結(jié)合面不易產(chǎn)生滑動，故需要較大的能源。另一方面，當傾斜角為銳角時，在焊接時會形成壓入狀態(tài)，并因打開接合部而引起變形、降低了融化密合性等，有可能引起不良問題的發(fā)生。在設(shè)計是我們必須考慮到成型品的厚度，一般成品厚度應(yīng)設(shè)定在3060的范圍內(nèi)。 · 將要進行焊接的二個成

2、型品在組合時，確定縱向與橫向的焊接深度是尤為重要的。雖然所設(shè)定的尺寸會因使用塑料的等級與性能要求而異，但縱向與橫向的設(shè)定標準則為0.40.7mm左右。 · 為了確保焊接時嵌接狀態(tài)的穩(wěn)定性，盡可能地將接合部設(shè)計的大一點。實際上成型品的間隙設(shè)計的大則不會發(fā)生晃蕩，且不能有壓入。單側(cè)設(shè)定為0.05mm左右為最佳。 · 為了達到焊接后的制品尺寸（進入量）的穩(wěn)定，必須設(shè)有澆口塞。設(shè)定位置為可軟化焊接的位置。 · 若想防止在焊接時發(fā)生融化飛邊時，最好能設(shè)有飛邊滯留。 · 以下為最具代表性的斜面接合設(shè)計案例，以及該接合形狀的焊接強度例。 （2） 逐次接合 屬于剪切焊接

3、，由振動方向的面接觸結(jié)合部獲得均一的熱量，其氣密性、焊接強度都十分良好。但是，焊接后所產(chǎn)生的飛邊會滯留在表面，特別是不允許有飛邊產(chǎn)生時，一定要注意。設(shè)計時的注意事項· 接合部傾斜角度的考慮方法斜面接合一樣。同時也要考慮到成型品的厚度，我們希望設(shè)定在4050的范圍內(nèi)。 · 焊接深度含傾斜部分的設(shè)定一般為縱向1.01.2mm，橫向0.30.5mm左右。當縱向的焊接深度發(fā)生變化時其焊接強度也會發(fā)生變化，焊接量過大的話在焊接時容易產(chǎn)生飛邊，由此引發(fā)出破裂、氣密不良等問題。此外，橫向的焊接深度以適當為佳。 · 間隙的設(shè)定斜面接合一樣，單側(cè)設(shè)定為0.05mm左右。 ·

4、; 關(guān)於澆口塞方面，也同於焊接深度一樣，設(shè)定在可確實融化焊接的位置上。 · 以下為最具代表性的逐次接點設(shè)計例，以及該接點形狀的焊接強度例。 （3） 剪切接合 介于前面所說的斜面接合與逐次接合之間，由于氣密性好，能有效地焊接圓形以外的形狀，因而經(jīng)常被使用。關(guān)于設(shè)計時的注意事項，與斜面接合相同。以下為最具代表性的剪切接合設(shè)計案例，以及該接合形狀的焊接強度例。 （4） 能源定向接合 這種方式是將能源集中在被稱為定向的三角形的凸起部分，由反復(fù)沖擊產(chǎn)生的熱量的接合設(shè)計方式。其優(yōu)點是，形狀簡單，接合部分的限制較小。但本公司的產(chǎn)品為結(jié)晶性塑料，過分的局部發(fā)熱引起軟化, 熔融，從而引發(fā)出壓焊應(yīng)力損失

5、，氣密不良等問題，必須引起注意。 設(shè)計時的注意事項· 接合部的三角形凸起部分為正三角形或等邊三角形，前端部的角度設(shè)定為6090度左右為最佳。焊接量的高度方向尺寸與設(shè)定角度有關(guān)，一般在以0.5mm左右。 · 與三角形凸起部分相接觸的另一端的成型品的焊接部分，制品的焊接位置的決定以及設(shè)置防止融化引起的飛邊外露的溝槽。溝槽必須大于焊接時被軟化的三角形凸起部分的體積。此時，三角形的凸起的高度為溝槽深度+焊接深度。 · 以下為最具代表性的能源定向接合設(shè)計例，以及該接合形狀的焊接強度例。 成型品的設(shè)計（1） 接合部的形狀接合部的形狀以圓形為最佳。在不得已的情況下，一定要設(shè)計成

6、角形或異形形狀時，則各邊緣倒R角，或盡可能地設(shè)計成對稱形狀。 （2） 傳遞距離到焊接部的距離越短，焊接能源的損失就越小?？蛇M行良好的焊接作業(yè)。但是，若圓柱形的成型品為薄型大平板時，焊接位置略高于平板，則從圓柱形接觸部分取出等對成型品形狀進行必要的修改。（3） 與圓柱形工具相接觸的成型品與圓柱形工具相接觸的成型品，盡可能的輕量化，且形狀簡單。當與圓柱形工具相接觸的成型品含有金屬嵌件、輪轂等附件時，因焊接能源傳遞不及時，很容易導(dǎo)致焊接不良。 有時還會因共振造成金屬嵌件部分的融化，輪轂等凸出部分發(fā)生破裂。 所以，凸出部分、嵌件等必須放在固定的夾具上，在萬不得已的情況下，請倒R角等以增大制品的強度。（

7、4） 圓柱形工具的接觸面請將圓柱形工具的接觸面及接合面設(shè)計為平面。 若設(shè)計為階梯形的話，則會引發(fā)焊接能源的傳遞不均勻，容易造成焊接不良的。 （5） 變形 有必要控制被焊接品的翹曲變形。若發(fā)生翹曲變形時，就會導(dǎo)致焊接面的結(jié)合不良， 焊接狀態(tài)不均勻、強度下降、密封性不良等問題。 焊接條件 作為超聲波焊接的條件，最重要的是施加焊接能源的時間（振動、焊接時間）長短和壓力， 當然，其他條件也是很重要的。 （1） 焊接機的能力 目前市場上有各種類型的焊接機，但必須選擇適合于所焊接產(chǎn)品的形狀、尺寸的焊接機。（2） 圓柱形工具振幅的設(shè)定 與焊接機的能力一樣，作為設(shè)定焊接機時非常重要的條件之一是， 能順利進行焊

8、接作業(yè)的必需部件。 在對本公司材料進行焊接時，其振幅最低為40m（雙振幅）， 有時振幅必須為7080m。 （3） 加壓力 使用圓柱形的工具對成型品進行加壓。 一般壓縮空氣壓力為（壓力表），有時會更高一些。 但是，如果采用高壓的話，則會阻礙圓柱形的振動。 若對玻璃纖維增強材料進行焊接時，則可適當提高壓力以得到良好的焊接制品。 （4） 焊接時間 因材料的種類與制品的形狀而異，有些成型品的焊接時間只需要0.2秒就已足夠了。 時間過長會造成過度焊接而產(chǎn)生大量的飛邊與氣泡，從而導(dǎo)致氣密不良，必須注意。 （5） 冷卻（保持）時間 本公司的材料為結(jié)晶性塑料，若溫度在融點以下，連接部分就會被凝固，通常加壓時間保持在0.10.2秒之間。 （6） 圓柱形工具的下降速度 逐次接合過快，受沖擊處于壓入狀態(tài)下。此外，采用其他接合方式也會損傷到成型品，因此下降速度在50mm/s左右。 （7） k振開始時期 以圓柱形工具與成型品相接觸之前或同時發(fā)生振動為佳。若在加壓狀態(tài)后才發(fā)生振動，則會導(dǎo)致振幅損失。 （8） 承接工具（圖2-15） 使用這類工具的目的是，為了不