超聲波焊線設(shè)計
為了獲得 的、可重復(fù)的熔焊方式,必須遵循三個主要設(shè)計方向:
1 初接觸的兩個表面必須小,以便將所需能量集中,并盡量減少所需要的總能量(即焊接時間)來完成熔接。
2 找到適合的固定和對齊的方法,如塑料件的接插孔、臺階或企口之類。
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平面上,這樣可使能量轉(zhuǎn)換時保持一致。
我們欲求產(chǎn)品達到水、氣密的功能時,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)計時的考慮,如:定位、材質(zhì)、肉厚,與超聲波導(dǎo)熔線的對應(yīng)比例有絕對的關(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。
產(chǎn)品實施超聲波作業(yè)無法達到水、氣密,除了超聲波導(dǎo)熔線、治具定位、產(chǎn)品本身定位等因素外,超聲波設(shè)定的條件也是一項主因。我們在此更深入探討引響水氣密的另一原因(熔接條件),在我們實施超音波熔接作業(yè)時,求效率求快是 基本目標(biāo),但往往也忽略了其求效率的要領(lǐng),正常有兩種現(xiàn)象出現(xiàn):
一、下降速度、緩沖太快:此一形成的速度,使動態(tài)壓力加上重力加速度將把超聲波導(dǎo)熔線壓扁,使導(dǎo)熔線無法發(fā)揮導(dǎo)熔的作用,形成假相熔接。
二、熔接時間過長:塑料產(chǎn)品因接收過長時間的熱能,不僅使塑料材質(zhì)熔化,更進而造成塑料組織焦化現(xiàn)象,產(chǎn)生砂孔,水或氣即由此砂孔滲透而出。這是一般生產(chǎn)技術(shù)者 不易發(fā)現(xiàn)之處。
超聲波塑料件的焊接線設(shè)計
(1)正確的導(dǎo)熔線設(shè)計 導(dǎo)熔線的設(shè)計必須保證焊面的初始接觸區(qū)域較小,以降低超聲波焊接過程所需的總能量,增加焊接強度,同時減少焊接面毛邊的產(chǎn)生。
(2)設(shè)計定位特征 在兩個塑膠件焊接面開始接觸之前,在零件之間設(shè)計定位特征能夠保證兩個塑膠件的準(zhǔn)確定位。這有利于超聲波焊接的質(zhì)量和提高焊接的尺寸精度。定位特征包括定位柱、孔、凸臺和邊等。當(dāng)然也可以設(shè)計輔助夾具來增加定位,我們不推薦這種方法,因為從面向制造和裝配的產(chǎn)品設(shè)計理論來看,輔助夾具會帶來產(chǎn)品成本的增加不是一個 好的方法。
(3)焊接面均勻一致并緊密接觸 塑膠件的兩個焊接面必須均勻一致并緊密接觸,盡可能保持在同一平面,從而使得能量均勻傳導(dǎo),有利于取得一致的焊接效果,并減小毛邊產(chǎn)生的可能性。
(4)美工溝設(shè)計 在塑膠件焊接面的四周額外增加0.25-0.64mm的間隙,可以避免焊接時產(chǎn)生的毛邊外露于塑膠件外表面,同時可以使得塑膠件之間的變形不易被發(fā)現(xiàn),從而提高塑膠件的外觀質(zhì)量。
注塑方式能有效提供比較 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,塑料件的結(jié)構(gòu)設(shè)計必須先考慮如下幾點:
1 焊縫的大小(即要考慮所需強度)
2 是否需要水密、氣密
3 是否需要 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
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
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