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塑料焊接焊线结构设计

作者:许晶 时间:2017-09-29

超声波塑料件的焊接线设计  
(1)正确的导熔线设计  导熔线的设计必须保证焊面的初始接触区域较小,以降低超声波焊接过程所需的总能量,增加焊接强度,同时减少焊接面毛边的产生。
(2)设计定位特征  在两个塑胶件焊接面开始接触之前,在零件之间设计定位特征能够保证两个塑胶件的准确定位。这有利于超声波焊接的质量和提高焊接的尺寸精度。定位特征包括定位柱、孔、凸台和边等。当然也可以设计辅助夹具来增加定位,我们不推荐这种方法,因为从面向制造和装配的产品设计理论来看,辅助夹具会带来产品成本的增加不是一个 好的方法。
(3)焊接面均匀一致并紧密接触  塑胶件的两个焊接面必须均匀一致并紧密接触,尽可能保持在同一平面,从而使得能量均匀传导,有利于取得一致的焊接效果,并减小毛边产生的可能性。
(4)美工沟设计  在塑胶件焊接面的四周额外增加0.25-0.64mm的间隙,可以避免焊接时产生的毛边外露于塑胶件外表面,同时可以使得塑胶件之间的变形不易被发现,从而提高塑胶件的外观质量。
注塑方式能有效提供比较 的焊接用塑胶件。光我们决定用超声波焊接技术完成熔合时,塑料件的结构设计必须先考虑如下几点:  
1 焊缝的大小(即要考虑所需强度)  
2 是否需要水密、气密  
3 是否需要 的外观  
4 避免塑料熔化或合成物的溢出  
5 是否适合焊头加工要求  
焊接质量可能通过下几点的控制来获得:  1 材质  2 塑料件的结构  3 焊接线的位置和设计  4 焊接面的大小  5 上下表面的位置和松紧度  6 焊头与塑料件的妆触面  7 顺畅的焊接路径  8底模的支持  
超声波焊线设计
为了获得 的、可重复的熔焊方式,必须遵循三个主要设计方向:  
1 初接触的两个表面必须小,以便将所需能量集中,并尽量减少所需要的总能量(即焊接时间)来完成熔接。  
2 找到适合的固定和对齐的方法,如塑料件的接插孔、台阶或企口之类。  
3 围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话,接触面尽量在同一个平面上,这样可使能量转换时保持一致。  
我们欲求产品达到水、气密的功能时,定位与超声波导熔线是成败的重要关键,所以在产品设计时的考虑,如:定位、材质、肉厚,与超声波导熔线的对应比例有绝对的关系。在一般水、气密的要求,导熔线高度应在 0.5~0.8m/m 之范围(视产品肉厚而定),如低于0.5m/m以下,要达到水气密的功能,除非定位设定要非常标准,而且肉厚有 5 m/m 以上,否则效果不佳。一般要求水气密的产品其定位与超音波导熔线的方式如下:  
    斜 切 式 :适合水密性及大型产品之熔 接,接触面角度 =45°, x=w/2,d=0.3~0.8mm为佳。   
    阶梯尖式:适合水密性及防止外凸或龟裂之方法,接触面的角度= 45°,x=w/2,d=0.3~0.8mm为佳。  
    峰谷尖式:适合水密性且高强度熔接,d=0.3~0.6mm 内侧接触面之高度 h 依形状大小而有变化,但 h 约在1~2mm左右。  
    产品实施超声波作业无法达到水、气密,除了超声波导熔线、治具定位、产品本身定位等因素外,超声波设定的条件也是一项主因。我们在此更深入探讨引响水气密的另一原因(熔接条件),在我们实施超音波熔接作业时,求效率求快是 基本目标,但往往也忽略了其求效率的要领,正常有两种现象出现:  
    一、下降速度、缓冲太快:此一形成的速度,使动态压力加上重力加速度将把超声波导熔线压扁,使导熔线无法发挥导熔的作用,形成假相熔接。  
    二、熔接时间过长:塑料产品因接收过长时间的热能,不仅使塑料材质熔化,更进而造成塑料组织焦化现象,产生砂孔,水或气即由此砂孔渗透而出。这是一般生产技术者 不易发现之处。

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