超聲波焊接產(chǎn)品達(dá)水氣密要求超聲線設(shè)計(jì)很關(guān)鍵

超聲波焊接有很多優(yōu)點(diǎn)，是塑料零件組裝中常用的一種焊接工藝，合格的超聲線設(shè)計(jì)除了使超聲波焊接機(jī)焊接產(chǎn)品牢固防水還能簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)降低模具的制造開發(fā)成本，所以產(chǎn)品有超聲需求的朋友們?cè)谧鲂庐a(chǎn)品開發(fā)模具時(shí)一定要注重超聲線的設(shè)計(jì)，避免之后重復(fù)改模所帶來的成本與時(shí)間上的浪費(fèi)。

超聲波焊接機(jī)塑料件的超聲線設(shè)計(jì)方法

一、超聲線是超聲波直接作用熔化的部分，其基本的兩種設(shè)計(jì)方式：

能量導(dǎo)向是一種典型的在將被子焊接的一個(gè)面注塑出突超三角形柱，能量導(dǎo)向的基本功能是：集中能量，使其快速軟化和熔化接觸面。能量導(dǎo)向允許快速焊接，同時(shí)獲得 大的力度，在這種導(dǎo)向中，其材料大部分流向接觸面，能量導(dǎo)向是非晶態(tài)材料中 常用的方法。

二、能量導(dǎo)向設(shè)計(jì)中對(duì)位方式的設(shè)計(jì)

上下塑料件在焊接過程中都要保證對(duì)位準(zhǔn)確，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行檢動(dòng)位必須很小，一般小于0.05mm，基本的能量導(dǎo)向可合并為連接設(shè)計(jì)，而不是簡單的對(duì)接，包括對(duì)位方式，

三、采用能量導(dǎo)向的不同連接設(shè)計(jì)的例子包括以下幾種：

臺(tái)階定位：基本的臺(tái)階定位方式，如h大于焊線的高度，則會(huì)在塑料件外部形成一條裝飾線，一般裝飾線的大小為0.25mm左右，創(chuàng)出更吸引人的外觀，而兩個(gè)零件之間的差異就不易發(fā)現(xiàn)。臺(tái)階定位，則可能產(chǎn)生外溢料。臺(tái)階定位為雙面定位，可防止內(nèi)外溢料。定位，采用這種設(shè)計(jì)的好處是防止內(nèi)外溢料，并提供校準(zhǔn)，材料容易有加強(qiáng)密封性的獲得，但這種方法要求保證凸出零件的斜位縫隙，因此使零件更難能可貴于注塑，同時(shí)，減小于焊接面，強(qiáng)度不如直接完 對(duì)接。底模定痊：采用這種設(shè)計(jì)，塑料件的設(shè)計(jì)變得簡單，但對(duì)底模要求高，通常會(huì)引致塑料件的平行移位，同時(shí)底模固定太緊會(huì)影響生產(chǎn)效果。 焊頭加底模定位：采用這種設(shè)計(jì)一般用于特殊情況，并不實(shí)用及常用。為大型塑料件可用的一種方式，應(yīng)注意的是下支撐模具必須支撐住凸緣，上塑料件凸緣必須接觸焊頭，上塑料件的上表面離凸緣不能太遠(yuǎn)，如必要情況下，可采用多焊頭結(jié)構(gòu)。

如連接中采用能量導(dǎo)向，且將兩個(gè)焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整個(gè)焊接的質(zhì)量和力度，通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。在焊接不易熔接的樹脂或不規(guī)則形狀時(shí)，為了獲得密封效果，則有必要插入一個(gè)密封圈，如圖18所示，需要注意的是密封圈只壓在焊接末端。

四、剪切式設(shè)計(jì)：

在半晶體塑料（如尼龍、乙縮醛、聚丙烯、聚乙烯和熱塑聚脂）的熔接中，采用能量導(dǎo)向的連接設(shè)計(jì)也許達(dá)不到理想的效果，這是因?yàn)榘刖w的樹脂會(huì)很快從固態(tài)轉(zhuǎn)變成融化狀態(tài)，或者說從融化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。而且是經(jīng)過一個(gè)相對(duì)狹窄的溫度范圍，從能量導(dǎo)向柱流出的融化物在還沒與相接界面融合時(shí)，又將很快再固化。因此，在這種情況下，只要幾何原理允許，我們推薦使用剪切連接的結(jié)構(gòu)。采用剪切連接的設(shè)計(jì)，先是熔化小的和 初觸的區(qū)域來完成焊接，然后當(dāng)零件嵌入到下起時(shí)，繼續(xù)沿著其垂直壁，用受控的接觸面來融化。這樣可能性獲得強(qiáng)勁結(jié)構(gòu)或很好的密封效果，因?yàn)榻缑娴娜刍瘏^(qū)域不會(huì)讓周圍的空氣進(jìn)來。由于此原因，剪切連接尤其對(duì)半晶體樹脂非常有用。剪切連接的熔接深度是可以調(diào)節(jié)的，深度不同所獲得的強(qiáng)度不同，熔接深度一般建議為0.8-1.5mm，當(dāng)塑件壁厚及較厚及強(qiáng)度要求高時(shí)，熔接深度建議為1.25X壁厚。當(dāng)零件尺寸大于90mm時(shí)，或零件有不規(guī)則的形狀時(shí)，建議不采用剪切連接。這時(shí)因?yàn)樽⑺軙r(shí)很難控制誤差及變形使其保持一致。如果是上述情況，建議采用能量導(dǎo)向的形式。

五、雙面剪切式設(shè)計(jì)：

為扣式焊線設(shè)計(jì)，用于高強(qiáng)度，但上下塑料件不接觸的情況下，在特殊情況下，可用于增加密封圈的情況。

欲求產(chǎn)品達(dá)到水、氣密的功能時(shí)，定位與超聲波導(dǎo)熔線是成敗的重要關(guān)鍵，所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的考慮，如：定位、材質(zhì)、肉厚，與超聲波導(dǎo)熔線的對(duì)應(yīng)比例有的關(guān)系。在一般水、氣密的要求，導(dǎo)熔線高度應(yīng)在 0.5~0.8m/m 之范圍（視產(chǎn)品肉厚而定），如低于0.5m/m以下，要達(dá)到水氣密的功能，除非定位設(shè)定要非常標(biāo)準(zhǔn)，而且肉厚有 5 m/m 以上，否則效果不佳。

一般要求水氣密的產(chǎn)品其定位與超音波導(dǎo)熔線的方式如下： 
斜 切 式 ：適合水密性及大型產(chǎn)品之熔接，接觸面角度 =45°， x=w/2，d=0.3~0.8mm為佳。 
階梯尖式：適合水密性及防止外凸或龜裂之方法，接觸面的角度= 45°，x=w/2，d=0.3~0.8mm為佳。 
峰谷尖式：適合水密性且高強(qiáng)度熔接，d=0.3~0.6mm 內(nèi)側(cè)接觸面之高度 h 依形狀大小而有變化，但 h 約在1~2mm左右

合格超聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更好的輔助塑料產(chǎn)品焊接，不但能達(dá)到防水氣密要求，也可以控制溢膠量保持產(chǎn)品表面美觀，減少模具開發(fā)成本還搞了產(chǎn)品的合格率及整體質(zhì)量。