超聲波焊接工裝焊接常識

　　超聲波焊接指利用超聲波產(chǎn)生高頻率能量，使物體發(fā)生不可逆融合的焊接方式，那么超聲波焊接工裝有哪些焊接常識呢?

　　1、強度無法達到需求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然我們需要了解超聲波熔接作業(yè)的強度絕不可能達到一體成型的強度，只能說接近于一體成型的強度，而其熔接強度的要求標(biāo)準(zhǔn)需要仰賴于多項的配合，這些配合是什么呢?※塑料材質(zhì)：ABS與ABS相互相熔接的結(jié)果肯定比 ABS與PC相互熔 接的強度來的強，因為兩種不同的材質(zhì)其熔點也不會相同，當(dāng)然熔接的強度也不可能相同，雖然我們探討ABS與PC這兩種材質(zhì)可否相互熔接?我們的答案是可以，但是否熔接后的強度就是我們所要的?那就不一定了!而從另一方面思考假使ABS與耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波HORN瞬間發(fā)出150度的熱能，雖然ABS材質(zhì)己經(jīng)熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是軟化而已。我們繼續(xù)加溫到270度以上，此時耐隆、PVC、PP、PE已 經(jīng)可達于超音波熔接溫度，但ABS材質(zhì)已解析為另外分子結(jié)構(gòu)了!

　　由以上論述即可歸納出三點結(jié)論：

　　1.相同熔點的塑料材質(zhì)熔接強度愈強。

　　2.塑料材質(zhì)熔點差距愈大，熔接強度愈小。

　　3.塑料材質(zhì)的密度愈高(硬質(zhì))會比密度愈低(韌性高)的熔接強度高。

　　2、制品表面產(chǎn)生傷痕或裂痕。在超音波熔接作業(yè)中，產(chǎn)品表面產(chǎn)生傷痕、結(jié)合處斷裂或有裂痕是常見的。

　　因為在超音波作業(yè)中會產(chǎn)生兩種情形：

　　1、高熱能直接接觸塑料產(chǎn)品表面

　　2、振動傳導(dǎo) 。

　　所以超音波發(fā)振作用于塑料產(chǎn)品時，產(chǎn)品表面就容易發(fā)生燙傷，而1m/m以內(nèi)肉厚較薄之塑料柱或孔，也極易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，這是超音波作業(yè)先決現(xiàn)象是無可避免的。而在另一方面，有因超音波輸出能量的不足(分機臺與HORN上模)，在振動摩擦能量轉(zhuǎn)換為熱能時需要用長時間來熔接，以累積熱能來彌補輸出功率的不 足。此種熔接方式，不是在瞬間達到的振動摩擦熱能，而需靠熔接時間來累積熱能，期使塑料產(chǎn)品之熔點到達成為熔接效果，如此將造成熱能停留在產(chǎn)品表面過久， 而所累積的溫度與壓力也將造成產(chǎn)品的燙傷、震斷或破裂。是以此時需要考慮功率輸出(段數(shù))、熔接時間、動態(tài)壓力等配合因素，來克服此種作業(yè)缺失。

　　解決方法：

　　1.降低壓力。

　　2.減少延遲時間(提早發(fā)振)。

　　3.減少熔接時間。

　　4.引用介質(zhì)覆蓋(如PE袋)。

　　5.模治具表面處理(硬化或鍍鉻)。

　　6.機臺段數(shù)降低或減少上模擴大比。

　　7.易震裂或斷之產(chǎn)品，治具宜制成緩沖，如軟性樹脂或覆蓋軟木塞等(此項指不影響熔接強度)。

　　8.易斷裂產(chǎn)品于直角處加R角。

　　3、制品產(chǎn)生扭曲變形。發(fā)生這種變形我們規(guī)納其原因有三：

　　1).本體與欲熔接物或蓋因角度或弧度無法相互吻合.

　　2).產(chǎn)品肉厚薄(2m/m以內(nèi))且長度超出60m/m以上.

　　3).產(chǎn)品因射出成型壓力等條件導(dǎo)致變形扭曲.

　　所以當(dāng)我們的產(chǎn)品經(jīng)超音波作業(yè)而發(fā)生變形時，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結(jié)果，塑料產(chǎn)品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結(jié) 果。如果沒有針對主因去探討，那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導(dǎo)熔接作業(yè)中(非直熔)，6kg以下的壓力是無法改變塑料的 軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力，去改變?nèi)劢忧暗淖冃?熔接機較高壓力為6kg)，包含用模治具的強迫擠壓。或許我們也會陷入一個盲點，那就是從表 面探討變形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是經(jīng)完成超音波熔接后，就很明顯的發(fā)現(xiàn)變形。其原因乃產(chǎn)品在熔接前，會因?qū)劬€的存在，而較難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品本身各種 角度、弧度與余料的累積誤差，而在完成超音波熔接后，卻顯現(xiàn)成肉眼可看到的變形。

　　解決方法：

　　1.降低壓力(壓力較好在 2kg 以下)。

　　2.減少超音波熔接時間(降低強度標(biāo)準(zhǔn))。

　　3.增加硬化時間(至少 0.8 秒以上)。

　　4.分析超音波上下模是否可局部調(diào)整(非必要時)。

　　5.分析產(chǎn)品變形主因，予以改善。

　　4、制品內(nèi)部零件破壞 ，超音波熔接后發(fā)生產(chǎn)品破壞原因如下：

　　1).超音波熔接機功率輸出太強.

　　2).超音波能量擴大器能量輸出太強.

　　3).底模治具受力點懸空，受超音波傳導(dǎo)振動而破壞.

　　4).塑料制品高、細(xì)成底部直角，而未設(shè)緩沖疏導(dǎo)能量的R角.

　　5).不正確的超音波加工條件.

　　6).塑料產(chǎn)品之柱或較脆弱部位，開置于塑料模分模在線.

　　所以當(dāng)我們的產(chǎn)品經(jīng)超音波作業(yè)而發(fā)生變形時，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結(jié)果，塑料產(chǎn)品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結(jié) 果。如果沒有針對主因去探討，那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導(dǎo)熔接作業(yè)中(非直熔)，6kg以下的壓力是無法改變塑料的 軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力，去改變?nèi)劢忧暗淖冃?熔接機較高壓力為6kg)，包含用模治具的強迫擠壓。或許我們也會陷入一個盲點，那就是從表 面探討變形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是經(jīng)完成超音波熔接后，就很明顯的發(fā)現(xiàn)變形。其原因乃產(chǎn)品在熔接前，會因?qū)劬€的存在，而較難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品本身各種 角度、弧度與余料的累積誤差，而在完成超音波熔接后，卻顯現(xiàn)成肉眼可看到的變形。

　　解決方法：

　　1.提早超音波發(fā)振時間(避免接觸發(fā)振)。

　　2.降低壓力、減少超音波熔接時間(降低強度標(biāo)準(zhǔn))。

　　3.減少機臺功率段數(shù)或小功率機臺。

　　4.降低超音波模具擴大比。

　　5.底模受力處墊緩沖橡膠。

　　6.底模與制品避免懸空或間隙。

　　7.HORN(上模)掏孔后重測頻率。

　　8.上模掏孔后貼上富彈性材料。

　　5、產(chǎn)品產(chǎn)生溢料或毛邊 ，超音波熔接后產(chǎn)品發(fā)生溢料或毛邊原因如下：

　　1).超音波功率太強.

　　2). 超音波熔接時間太長.

　　3). 空氣壓力(動態(tài))太大.

　　4).上模下壓力(靜態(tài))太大.

　　5).上模(HORN)能量擴大比率太大.

　　6).塑料制品導(dǎo)熔線太外側(cè)或太高或粗.

　　上述六項為造成超音波熔接作業(yè)后產(chǎn)品發(fā)生溢料毛邊的原因，然而其中較關(guān)鍵性的是在第六項超音波的導(dǎo)熔線開設(shè)，一般在超音波熔接作業(yè)中，空氣壓力大約在 2~4kg范圍，根據(jù)經(jīng)驗值較佳的超音波導(dǎo)熔線，是在底部0.4~0.6m/m×高度0.3~0.4m/m 如：此型Δ，尖角約呈60°，超出這個數(shù)值將導(dǎo)至超音波熔接時 間、壓力、機臺或上模功率的升高，如此就形成上述1~6項造成溢料與毛邊的原因。

　　解決方法：

　　1.降低壓力、減少超音波熔接時間(降低強度標(biāo)準(zhǔn))。

　　2.減少機臺功率段數(shù)或小功率機臺。

　　3.降低超音波模具擴大比。

　　4.使用超音波機臺微調(diào)定位固定。5.修改超音波導(dǎo)熔線。

　　6.產(chǎn)品熔接后尺寸無法控制于公差內(nèi) 。在超音波熔接作業(yè)中，產(chǎn)品無法控制于公差范圍有其下述原因：

　　1).機臺穩(wěn)定性(能量轉(zhuǎn)換未增設(shè)安全系數(shù)).

　　2).塑料產(chǎn)品變形量超出超音波自然熔合范圍.

　　3).治具定位或承受力不穩(wěn)定.

　　4).超音波上模能量擴大輸出不配合.

　　5). 熔接加工條件未增設(shè)安全系數(shù).

　　解決方法：

　　1.增加熔接安全系數(shù)(依序由熔接時間、壓力、功率)。

　　2.啟用微調(diào)固定螺絲(應(yīng)可控制到 0.02m/m)。

　　3.檢查超音波上模輸出能量是否足夠(不足時增加段數(shù))。

　　4.檢查治具定位與產(chǎn)品承受力是否穩(wěn)合。5.修改超音波導(dǎo)熔線。

　　7.超聲波塑料焊接水、氣密導(dǎo)熔線(焊線)設(shè)計