超聲波焊接對(duì)整體塑料件的要求

如今超聲波焊接工裝已經(jīng)在眾多的塑膠焊接行業(yè)種廣為推廣，而超聲波焊接又可用在多種材料上，下面我就對(duì)塑料件設(shè)計(jì)中使用超聲波焊接的要點(diǎn)進(jìn)行舉例說明。
1.1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。
1.2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，在設(shè)計(jì)時(shí)可以罐狀頂部做如下考慮
（1） 加厚塑料件
（2）增加加強(qiáng)筋
（3）焊頭中間位置避空
1.3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。
1.4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。通過以下設(shè)計(jì)可盡可能減小或消除這種問題：
（1） 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。
（2） 增加附屬物的厚度或直徑。

1.5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，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)以避免。
1.6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，對(duì)這種設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免。

1.7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)距離焊接。
1.8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，會(huì)引起較大損傷和變形，以及不理想的熔接效果。