超聲波焊接產(chǎn)品達水氣密要求超聲線設計很關鍵

超聲波焊接有很多優(yōu)點，是塑料零件組裝中常用的一種焊接工藝，合格的超聲線設計除了使超聲波焊接機焊接產(chǎn)品牢固防水還能簡化產(chǎn)品結構降低模具的制造開發(fā)成本，所以產(chǎn)品有超聲需求的朋友們在做新產(chǎn)品開發(fā)模具時一定要注重超聲線的設計，避免之后重復改模所帶來的成本與時間上的浪費。

超聲波焊接機塑料件的超聲線設計方法

一、超聲線是超聲波直接作用熔化的部分，其基本的兩種設計方式：

能量導向是一種典型的在將被子焊接的一個面注塑出突超三角形柱，能量導向的基本功能是：集中能量，使其快速軟化和熔化接觸面。能量導向允許快速焊接，同時獲得 大的力度，在這種導向中，其材料大部分流向接觸面，能量導向是非晶態(tài)材料中 常用的方法。

二、能量導向設計中對位方式的設計

上下塑料件在焊接過程中都要保證對位準確，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行檢動位必須很小，一般小于0.05mm，基本的能量導向可合并為連接設計，而不是簡單的對接，包括對位方式，

三、采用能量導向的不同連接設計的例子包括以下幾種：

臺階定位：基本的臺階定位方式，如h大于焊線的高度，則會在塑料件外部形成一條裝飾線，一般裝飾線的大小為0.25mm左右，創(chuàng)出更吸引人的外觀，而兩個零件之間的差異就不易發(fā)現(xiàn)。臺階定位，則可能產(chǎn)生外溢料。臺階定位為雙面定位，可防止內(nèi)外溢料。定位，采用這種設計的好處是防止內(nèi)外溢料，并提供校準，材料容易有加強密封性的獲得，但這種方法要求保證凸出零件的斜位縫隙，因此使零件更難能可貴于注塑，同時，減小于焊接面，強度不如直接完 對接。底模定痊：采用這種設計，塑料件的設計變得簡單，但對底模要求高，通常會引致塑料件的平行移位，同時底模固定太緊會影響生產(chǎn)效果。 焊頭加底模定位：采用這種設計一般用于特殊情況，并不實用及常用。為大型塑料件可用的一種方式，應注意的是下支撐模具必須支撐住凸緣，上塑料件凸緣必須接觸焊頭，上塑料件的上表面離凸緣不能太遠，如必要情況下，可采用多焊頭結構。

如連接中采用能量導向，且將兩個焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整個焊接的質(zhì)量和力度，通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。在焊接不易熔接的樹脂或不規(guī)則形狀時，為了獲得密封效果，則有必要插入一個密封圈，如圖18所示，需要注意的是密封圈只壓在焊接末端。

四、剪切式設計：

在半晶體塑料（如尼龍、乙縮醛、聚丙烯、聚乙烯和熱塑聚脂）的熔接中，采用能量導向的連接設計也許達不到理想的效果，這是因為半晶體的樹脂會很快從固態(tài)轉變成融化狀態(tài)，或者說從融化狀態(tài)轉化為固態(tài)。而且是經(jīng)過一個相對狹窄的溫度范圍，從能量導向柱流出的融化物在還沒與相接界面融合時，又將很快再固化。因此，在這種情況下，只要幾何原理允許，我們推薦使用剪切連接的結構。采用剪切連接的設計，先是熔化小的和 初觸的區(qū)域來完成焊接，然后當零件嵌入到下起時，繼續(xù)沿著其垂直壁，用受控的接觸面來融化。這樣可能性獲得強勁結構或很好的密封效果，因為界面的熔化區(qū)域不會讓周圍的空氣進來。由于此原因，剪切連接尤其對半晶體樹脂非常有用。剪切連接的熔接深度是可以調(diào)節(jié)的，深度不同所獲得的強度不同，熔接深度一般建議為0.8-1.5mm，當塑件壁厚及較厚及強度要求高時，熔接深度建議為1.25X壁厚。當零件尺寸大于90mm時，或零件有不規(guī)則的形狀時，建議不采用剪切連接。這時因為注塑時很難控制誤差及變形使其保持一致。如果是上述情況，建議采用能量導向的形式。

五、雙面剪切式設計：

為扣式焊線設計，用于高強度，但上下塑料件不接觸的情況下，在特殊情況下，可用于增加密封圈的情況。

欲求產(chǎn)品達到水、氣密的功能時，定位與超聲波導熔線是成敗的重要關鍵，所以在產(chǎn)品設計時的考慮，如：定位、材質(zhì)、肉厚，與超聲波導熔線的對應比例有的關系。在一般水、氣密的要求，導熔線高度應在 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，除非定位設定要非常標準，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)側接觸面之高度 h 依形狀大小而有變化，但 h 約在1~2mm左右

合格超聲結構設計更好的輔助塑料產(chǎn)品焊接，不但能達到防水氣密要求，也可以控制溢膠量保持產(chǎn)品表面美觀，減少模具開發(fā)成本還搞了產(chǎn)品的合格率及整體質(zhì)量。