超聲波焊接術(shù)大全

1、超聲波焊接塑料件的設(shè)計(jì)塑料件的設(shè)計(jì)代注塑方式能有效提供比較完美的焊接用塑膠件。光我們決定用超聲波焊接技術(shù)完成熔合時(shí)，塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須首先考慮如下幾點(diǎn)：1焊縫的大?。匆紤]所需強(qiáng)度）2是否需要水密、氣密3是否需要完美的外觀4避免塑料熔化或合成物的溢出5是否適合焊頭加工要求焊接質(zhì)量可能通過下幾點(diǎn)的控制來獲得：1材質(zhì)2塑料件的結(jié)構(gòu)3焊接線的位置和設(shè)計(jì)4焊接面的大小5上下表面的位置和松緊度6焊頭與塑料件的妝觸面7順暢的焊接路徑8底模的支持為了獲得完美的、可重復(fù)的熔焊方式，必須遵循三個(gè)主要設(shè)計(jì)方向：1最初接觸的兩個(gè)表面必須小，以便將所需能量集中，并盡量減少所需要的總能量（即 焊接時(shí)間）來完成熔接。

2、2找到適合的固定和對(duì)齊的方法，如塑料件的接插孔、臺(tái)階或企口之類。3圍繞著連接界面的焊接面必須是統(tǒng)一而且相聯(lián)系互緊密接觸的。如果可能的話，接觸面盡量在同一個(gè)平面上，這樣可使能量轉(zhuǎn)換時(shí)保持一致。下面就對(duì)塑料件設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)行分類舉例說明：整體塑料件的結(jié)構(gòu)塑料件的結(jié)構(gòu)塑料件必須有一定的剛性及足夠的壁厚，太薄的壁厚有一定的危險(xiǎn)性，超聲波焊接時(shí)是需要加壓的，一般氣壓為 2-6kgf/cm2。所以塑料件必須保證在加壓情況下基本不變形。罐狀或箱形塑料等，在其接觸焊頭的表面會(huì)引起共振而形成一些集中的能量聚集點(diǎn)，從而產(chǎn)生燒傷、穿孔的情況（如圖 1所示），在設(shè)計(jì)時(shí)可以罐狀頂部做如下考慮01加厚塑料件O2增加加強(qiáng)筋

3、O3焊頭中間位置避空尖角如果一個(gè)注塑出來的零件出現(xiàn)應(yīng)力非常集中的情況，比如尖角位，在超聲波的作用下會(huì)產(chǎn)生折裂、融化。這種情況可考慮在尖角位加R角。如圖2所示。塑料件的附屬物注塑件內(nèi)部或外部表面附帶的突出或細(xì)小件會(huì)因超聲波振動(dòng)產(chǎn)生影響而斷裂或脫落，例如固定梢等（如圖3所示）。通過以下設(shè)計(jì)可盡可能減小或消除這種問題：01在附屬物與主體相交的地方加一個(gè)大的R角，或加加強(qiáng)筋。O2增加附屬物的厚度或直徑。塑料件孔和間隙如被焊頭接觸的零件有孔或其它開口，則在超聲波傳遞過程中會(huì)產(chǎn)生干擾和衰減（如圖所示），根據(jù)材料類型（尤其是半晶體材料）和孔大小，在開口的下端會(huì)直接出現(xiàn)少量焊接或完全熔不到的情況，因此要盡量預(yù)

4、以避免。塑料件中薄而彎曲的傳遞結(jié)構(gòu)被焊頭接觸的塑件的形狀中，如果有薄而彎曲的結(jié)構(gòu)， 而且需要用來傳達(dá)室遞超聲波能量的時(shí)候，特別對(duì)于半晶體材料，超聲波震動(dòng)很難傳遞到加工面（如圖5所示），對(duì)這種設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免。近距離和遠(yuǎn)距離焊接近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在 6mm以內(nèi)，遠(yuǎn)距離焊接則大于 6mm,超聲波焊接 中的能量在塑料件傳遞時(shí)會(huì)被衰減地傳遞。 衰減在低硬底塑料里也較厲害， 因此，設(shè)計(jì)時(shí)要 特別注意要讓足夠的能量傳到加工區(qū)域。遠(yuǎn)距離焊接，對(duì)硬膠（如PS, ABS, AS, PMMA ）等比較適合，一些半晶體塑料（如POM , PETP, PBTB , PA）通過合適的形狀設(shè)計(jì)也可用于遠(yuǎn)距離

5、焊接。塑料件焊頭接觸面的設(shè)計(jì)注塑件可以設(shè)計(jì)成任何形狀，但是超聲波焊頭并不能隨意制作。形狀、長(zhǎng)短均可能影響焊頭頻率、振幅等參數(shù)。焊頭的設(shè)計(jì)需要有一個(gè)基準(zhǔn)面，即按照其工作頻率決定的基準(zhǔn)頻率面?；鶞?zhǔn)頻率面一般占到焊頭表面的70%以上的面積，所以，注塑件表面的突超等形狀最好小于整個(gè)塑料面的 30%。一滑、圓弧過渡的塑料件表面，則比標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬，且突出位 盡量位于塑料件的中部或?qū)ΨQ設(shè)計(jì)。塑料件焊頭接觸面至少大于熔接面，且盡量對(duì)正焊接位， 過小的焊頭接觸面 （如圖6所示），會(huì)引起較大損傷和變形，以及不理想的熔接效果。在焊頭表面有損傷紋，或其形狀與塑料件配合有少許差異的情況下，焊接時(shí)，會(huì)在塑料件表面留下

6、傷痕。避免方法是：在焊頭與塑料件表面之間墊薄膜（例如 PE膜等）。詳細(xì)出處參考：本文來自：中國(guó)連接器論壇 HYPERLINK HYPERLINK /thread-8413-1-1.html /thread-8413-1-1.html焊接頭材料一般超波焊頭是用鋁鈦合金 #7075做的，我也是剛剛開始做實(shí)驗(yàn)，第一次的經(jīng)驗(yàn)是，要注意以 下幾點(diǎn)：1,根據(jù)超波機(jī)型來定焊頭長(zhǎng)度.2,還有上下模最主要必須垂直 .主要是上模，下模只起固定作用。模具（ Horn）材料：鋁6061就可以了。壽命長(zhǎng)要用鈦合 金。模具小的話，用不銹鋼也可以。目前國(guó)內(nèi)用的材料都是7 0 7 5或6 0 6 1航空鋁材，上海鎂鋁就有得買

7、的， 大概在1 5 0元每公斤.上網(wǎng)上查就可以找到這家公司. 但是焊頭可能由于材料批號(hào)不同， 廠家不同會(huì)很 難頻率的，需要有專門的測(cè)頻工具. 做焊時(shí)一定要注意同心度垂直度等條件， 不然焊頭做 出后會(huì)振動(dòng)，但可能橫向振動(dòng)太大而無(wú)法使用.各位朋友，我是德國(guó)海爾曼超聲波在中國(guó)的分支構(gòu)機(jī)技術(shù)服務(wù)人員，如果有超聲波方面的問題可以同我連系：QQ 4 4 7 2 1 7 1 2 4我會(huì)提供從設(shè)計(jì)到應(yīng)用方面的知識(shí).超聲波焊接技術(shù)大全超聲波焊是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件，及一些合成 構(gòu)件的方法。目前被運(yùn)用的朔膠制品與之間的粘結(jié)，朔膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非朔膠材 料之間的粘結(jié)

8、！它取代了溶劑粘膠機(jī)械堅(jiān)固及其它的粘接工藝是一種先進(jìn)的裝配技術(shù)！超聲波焊 接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果。超聲波的優(yōu)點(diǎn)：1,節(jié)能2,無(wú)需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置3,成本低，效率高4,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)！超聲波焊接機(jī)的工作原理！超聲波焊接裝置是通過一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60HZ的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸 轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波焊接機(jī)的焊頭。焊頭是將機(jī)械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置。振動(dòng)通過焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化，振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面

9、時(shí)停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵，整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料!焊接：指的是廣義的將兩個(gè)熱塑性塑料產(chǎn)品熔接的過程。當(dāng)超音停止振動(dòng)時(shí)，固體材料熔化，完成焊接。其接合點(diǎn)強(qiáng)度接近一整塊的連生材料，只要產(chǎn)品的接合面設(shè)計(jì)得匹配，完全密封是絕對(duì)沒有什么問題的，碟合：熔化機(jī)械鎖形成一個(gè)材質(zhì)不同的塑料螺栓的過程。嵌入:將一個(gè)金屬無(wú)件嵌入塑料產(chǎn)品的預(yù)留孔內(nèi)。 具有強(qiáng)度高，成型周期短安裝快速的優(yōu)點(diǎn)! 類似于模具設(shè)計(jì)中的嵌件！Welding TechniquesUltrasonic WeldingN曲(切。尊tfireifarHash口即Skrpi

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13、Techniques:Ultrasonic WeldingOpffonef dMAwi;surroundiiicf etier3y dircclor 加1 口TTLipt&d 虱 CofrcfButt joint energy directorcomer consideMtionintrcyeddesigfrsurrcmiding cner cjy direct。ifollows canier r adiusUltrasonic Welding 4.彎曲/生成音波將配件的一部分熔化再組成一個(gè)塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于處理的快速，較小的內(nèi)壓，良好的外觀及對(duì)材料本性的

14、克服。點(diǎn)悍點(diǎn)焊是對(duì)沒有預(yù)留也或能源控制的兩個(gè)熱塑塑料組件的局部焊接。點(diǎn)焊也能產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)有力的粘合構(gòu)造，尤其適合一些大型配件、有突起的塑料片或澆注的熱塑塑料以及那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以進(jìn)入接合面的產(chǎn)品。剪切切和封口一些有序與無(wú)序的熱塑材料的超音波工藝。用這種方法密封的邊緣不開裂，且沒有毛邊、卷邊現(xiàn)象。紡織品/膠片的密封 紡織品品及一些膠片的密封也可用到超音波。它可對(duì)膠片實(shí)行緊壓合，還可對(duì)紡織品進(jìn)行整潔的局部剪切與密封。縫合的同時(shí)也起到了裝飾的作用。影響超音波焊接的因素說起熱塑塑料的可焊接力，不能不說到超音波壓合對(duì)各種樹脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結(jié)構(gòu)，熔化溫度、柔韌性（硬度）、化學(xué)結(jié)構(gòu)。聚合物結(jié)

15、構(gòu)非結(jié)晶聚合物分子排列無(wú)序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動(dòng)的溫度（Tg玻璃化溫度） 這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動(dòng)并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的焊接。半結(jié)晶型聚合物分子排列有序，有明顯的熔點(diǎn)（ Tm熔化溫度）和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結(jié)晶型聚 合物是富有彈性的，能吸收部分高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至 壓合面，幫要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化熱度）才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使 材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也決定了這類材料熔點(diǎn)的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源， 溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性（例如：高振幅、接合

16、點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備）才能取得超聲波焊接的成功。聚合物：熱塑性與熱固性將單體結(jié)合在一起的過程稱為聚合”。聚合物基本可分為兩大類：熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟化和成型，基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波壓合的適應(yīng)性。熱固性材料是通過不可逆反的化學(xué)反應(yīng)生成的，再次加熱或加壓均 不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化，所以傳統(tǒng)上一直認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。熔化溫度聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多硬度（彈力系數(shù)）材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。超聲波熔

17、接：以超聲波頻率振動(dòng)的焊頭，在預(yù)定的時(shí)間及壓力下，磨擦生熱，令塑膠接面相互熔合，既牢固， 又方便快捷超聲波埋插：由焊頭送到金屬及塑膠間的超聲波震動(dòng)，磨擦生熱令塑膠接觸面熔化，使金屬椿擠入塑膠孔內(nèi)。超聲波娜接，成形包覆：塑膠件上的梢子，通過金屬件的孔，以高震幅焊頭震動(dòng)梢端，使其熔解，順著焊頭的接觸面變?yōu)?挪釘形狀，將金屬板挪住超聲波點(diǎn)焊將兩層塑膠板焊接，焊頭中央的導(dǎo)梢以超波震動(dòng)攢穿上層塑膠板，由于震動(dòng)能產(chǎn)生離析，塑膠接 面間接產(chǎn)生磨擦熱，令兩層塑膠板熔接。灌聲波柳接，成灌聲波點(diǎn)焊1福聲波熔接, ,湖聲波墟插4忸身獴II二.超聲波塑料焊接的相容性和適應(yīng)性: 熱塑性塑料，由于各種型號(hào)性質(zhì)不同，造成有

18、的容易進(jìn)行超聲焊接，有的不易焊接.如圖表中黑方塊表示兩種塑料的相容性好，容易進(jìn)行超聲焊接，圓圈表示在某些情況下相容，焊接性能尚可，空格表示兩臺(tái)魚1賽棲雁呂如；禺田芹兩岸畫.0ko丙逃匿萊更必共聚物O06oTns一舂乙C滓婉泰(C1XU 口工翼景臺(tái)我后犬iat本國(guó)一策比能為士的用用【嚙里不0oa累臀卷-彘變展任噌0Q疑匚照甘松或落翼再解嬲量之旗0o費(fèi)見o貨國(guó)之洋Osir us- H上口a00o-基而加密 口一表示狀律尚網(wǎng)t下袖管去中防”收爆群耳*因?yàn)榘俦驵司涂?版結(jié)果電招西異.超聲波焊接的焊口設(shè)計(jì)：兩個(gè)熱塑性塑料零件的超聲波焊接要求超聲波振動(dòng)通過焊接頭傳遞到組合件的上半部，最后傳至兩半的結(jié)合處或

19、界面上.在此,振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能，用以熔化塑料.當(dāng)振動(dòng)停止后，塑料在壓力下固超聲波焊接的焊口設(shè)計(jì):兩個(gè)熱塑性塑料零件的超聲波焊接要求超聲波振動(dòng)通過焊接頭傳遞到組合件的上半部，最后傳至兩半的結(jié)合處或界面上.在此,振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能，用以熔化塑料.當(dāng)振動(dòng)停止后，塑料在 壓力下固化，在結(jié)合面上產(chǎn)生焊接.兩個(gè)結(jié)合表面的設(shè)計(jì)，對(duì)于獲得最佳焊接結(jié)果來說是非常重要的.有各種各樣的連接設(shè)計(jì)，每一種都有特色和優(yōu)點(diǎn).各種設(shè)計(jì)的使用取決于許多因素 ，例如塑料類型、零件幾何形狀、焊接 的要求（即粘性、強(qiáng)度、密封等）夾且奘魯塑料超聲波焊接的一個(gè)重要因素是夾具裝置.夾具裝置的主要用途是固定零件，使之與焊接頭對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)組

20、合件提供適當(dāng)?shù)闹?.被焊接的材料、零件幾何形狀、壁厚和零件的對(duì)稱性 均可影響能量向界面的傳遞，因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須加以考慮 .某些用途，例如挪接和嵌插，要求在焊接頭接觸區(qū)下面有堅(jiān)硬的承托裝置.鋁質(zhì)的夾具裝置可提供必要的剛度，可以鍍銘來防止零件出現(xiàn)疤痕和提高耐磨性.在一些用途中，夾具必須具有一定程度的彈性以保證在連結(jié)區(qū)產(chǎn)生異相狀態(tài).異相狀態(tài)一般在最差的結(jié)合處出現(xiàn)，這是待焊接的范圍；不過，由于某些零件材料和幾何形狀，結(jié)合的兩半可 能合成一整體，上下同時(shí)振動(dòng)，如果這種狀態(tài)出現(xiàn)，將承槽由剛性材料改為彈性材料 ，或者將硬 度計(jì)由軟性材料改為另一種材料，往往足以在連結(jié)區(qū)重新建立異相狀態(tài).簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)性?shī)A具可用木料、環(huán)氧樹脂或熟石膏建造.對(duì)于更精密、更長(zhǎng)壽命的夾具將要用鋁、鋼、黃銅、鑄塑尿烷，或其它的彈性材料.夾具設(shè)計(jì)范圍廣，從快速拆卸夾具到簡(jiǎn)單的金屬 板均有.應(yīng)用的要求和