深圳市恒波超声波设备有限公司
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使用超声波焊接工艺对产品结构的设计要领
 

  深圳市恒波超声波设备有限公司,专业超声波焊接机、超声波塑料焊接机、超声波清洗机、小型超声波清洗机以及二手超声波设备、超声波维修等。欢迎来电咨询:0755-28993510关于超声波结构的预设要领


1. 超声波应用原理


     利用超声波振荡频率,接触磨擦萌生热量使塑料熔化而接合,依到现在为止较存在广泛的,即为每秒振荡二万次﹙20KHZ﹚与每秒振荡1.5万次﹙15KHZ﹚二种(额外尚有数种特别振荡频率)。


2. 超声波结构

普通来说,在预设超声波结构之前,需思索问题


* 挑选啥子塑料

* 是否需求结构性的熔接,假如需求的话,要求它能承担若干压力

* 是否需求水蒸气密

* 是否有外观上的要求

* 是否准许有不论什么溢胶微粒的萌生

* 是否还有其他特别要求

等问题。


3. 熔接面的预设准则

  那超声波结构预设中,最关紧的就是熔接面的预设。

为了取得可接纳的、牢稳性高的熔接效果,不可少遵循下述三项基本预设准则:

1.  两熔接面的起初接触平面或物体表面的大小务必减小,以减低开始的一段时间与最终的绝对熔融所需求的总能+羭縷,使 焊头与作件的接触时间减低至最少故而降低导致疤痕的机缘,也因为这个减损溢胶;

2. 供给一种能使二熔接面互相对位的形式,在配搭塑件的预设中可认为合适而使用插针与插孔,台阶或沟槽的形式,而不应认为合适而使用固定在焊头或底模内的形式,这么可保证正确与牢稳的对位并防止导致疤痕;

3. 整个儿熔接面务必平均完全一样与紧急接触,尽有可能维持在同一最简单的面,这么的式样能使能量平均传导,有帮助于获得完全一样的与可扼制的熔接效果,况且能降低溢胶萌生的有可能性;


4. 熔接面有导熔线和剪切两种主要预设类形.


4.1. 导熔线:


  导熔线其实是在二熔接面之一上形成一条三边形凸出材料,导熔线的基本效用是聚拢能+羭縷况且迅疾把要熔接的另一面熔解,导熔线能迅速熔解并达到无上的熔接强度,端由是导熔线本身的材料熔解况且流到整个儿熔接地区范围,导熔线预设曲直晶型材料所认为合适而使用最广泛的熔接面预设,当然半晶材料亦可认为合适而使用这种预设.


4.2. 导熔线的尺寸和位置决定于于以下因素:

1.材料;

2.熔接要求;

3.作件体积;


  导熔线务必愈尖愈好,圆顶或扁平的导熔线将降低熔胶流动的速率,当熔接相对容易熔接的塑料(如高硬度和低熔解温度的PS),提议导熔线的高度不可以低于0.25㎜,若熔接半晶型或高熔解温度之非晶型塑料(如PC),导熔线高度不可以低于0.5㎜;对于认为合适而使用导熔线预设的半晶型塑料(如PA),熔接强度是来自导熔线三角学型的底线之宽度.顶角随壁厚而变更;原则上导熔线设置在哪一边儿的塑件的熔接面上是没有不论什么作别的.但在熔接两种不一样材料的特别事情状况下,普通上是将导熔线设置在熔解温度和硬度较高的那一边儿的作件的熔接面上;导熔线的预设要有能互相对位的功能如插针与插孔,肋状对位片,沟槽预设,或需求令人满意的支撑.熔接地区范围不可以安放顶针;


4.3. 下边是几种比较典型的导熔线的结构预设:


4.3.1. 台阶熔接面

一台阶熔接面预设主要用于需求非常准确对位与绝对不可以接纳过熔或溢胶显露出来在外露外表的高品质要求上;

  预设注意(图1.)环绕整个儿作件接口之另外0.25至0.64㎜的窟窿眼儿,这新增的"影线(担任美术工作的人线)"预设特别的性质使熔接完结后接口周围将显露出来0.25至0.64㎜之窟窿眼儿.这么会萌生好看的效应,由于作件与作件之间的变型不易被发现.假如绝对密合,很有可能会在某些位置显露出来溢胶,在别的位置却显露出来微隙;担任美术工作的人线的设置使细微的变型不易被醒悟.这款导熔线预设认为合适而使用与男子发式加导熔线预设同样的基本概念(就是:材料、熔接要求、作件体积).注意这款预设的壁厚要求最小尺寸为2㎜


  阶梯式超声波焊接线

4.3.2. 沟槽式之熔接面预设

 -这种预设的主要长处是能从裹外二面避免溢胶,况且可供给对位功能.因为熔胶被封,因为这个增长达到水蒸气密的机缘.也因为沟槽的预设需求一定的公差合适,因为这个也增加成型的困难程度.同时,因为熔接平面或物体表面的大小的减损,往往导致它的熔接强度不比男子发式接面预设,这款导熔线预设认为合适而使用与男子发式加导熔线预设同样的基本概念(就是:材料、熔接加工要求、作件体积).注意这款预设的壁厚要求最小尺吋为2㎜

 

沟槽式超声波焊接线

4.3.3. 咬花面预设

  此预设是专为合适导熔线预设运用,熔接面有咬花式样可改善群体熔接品质和强度,端由在于不细腻面能促进磨擦与扼制熔解(图3.)   一般咬花深度0.076至0.152㎜,其变动视导熔线高度而定.往往获得的长处涵盖强度的促进、溢胶或微粒的减损、熔接时间的减短以及波幅的降低;

    咬花设计超声波线QQ图片20171030154940.png

4.3.4. 十字交错熔接面预设

  在塑件的二熔接面上都预设导熔线况且使他们互呈铅直交错,使初接触面减至最低并使数量多的塑料熔接以增加熔接强度(图4).这种导熔线的每一段尺寸可采取标准导熔线尺寸的60百分之百左右.

  若欲获得水蒸气密的熔接效果,提议一方的导熔线预设认为合适而使用如图5.所示之蝉联钩齿状.同时提议导熔线的顶角角度为600而非标准型的900,同时还提议把比钩齿状预设之导熔线设置在与焊头接触边的塑件上.应注意的是,此款预设将萌生数量多的溢胶,因为这个务必思索问题溢胶的问题或认为合适而使用有溢料槽预设的熔接面如沟槽式的熔接面预设。


4.3.5. 铅直于墙壁的导熔线预设

-用于增加抗撕裂与减损溢胶(图6),这种预设仅适合使用于只消结构性的熔接罢了;



4.3.6. 间断的导熔线预设-

 可减损熔接平面或物体表面的大小因为这个降能力低下量或所需的功率层次,这种预设只能用于非水蒸气密的结构性熔接罢了(图7);


4.3.7. 凿子型导熔线

  为壁厚比不过1.524㎜之作件所认为合适而使用(图10.)假如在此等薄壁厚之塑件上运用标准导熔线,熔接强度将会减弱.尖刀处可采0.381至0.508㎜之高度况且认为合适而使用450角.因为熔接强度决定于于导熔线之宽度,当认为合适而使用此款导熔线预设时务必合适运用咬花面;



4.3.8. 凿子型导熔线

-为壁厚比不过1.524㎜之作件所认为合适而使用(图8)假如在此等薄壁厚之塑件上运用标准导熔线,熔接强度将会减弱.尖刀处可采0.381至0.508㎜之高度况且认为合适而使用450角.因为熔接强度决定于于导熔线之宽度,当认为合适而使用此款导熔线预设时务必合适运用咬花面;

4.3.9. 特别熔接面预设


 -为了使较难熔接的塑料或外型不规则之塑件达到水蒸气密熔接,有可能需求运用弹性油封与缭绕道儿以阻隔熔胶之流动.图9.显露一种合适"O"型环的熔接面预设.有一要领应注意"O"型环在熔接完结后只压缩10百分之百至15百分之百罢了.柱状塑件与插孔(大头柱子熔接)亦可成功的合适"O"型环以达到水蒸气密;


4.4. 剪切的预设注意点:

4.4.1. 剪切式熔接面预设

  -在熔接锦纶、乙缩醛、聚乙烯、聚丙烯和热范性聚酯这类半晶型塑料时,认为合适而使用导熔线预设有时候是不可以达到预先期待效果的.这是由于这类半晶型塑料在相对很狭小的温度变动范围内迅疾从固态再变回固态.导熔线熔融时还未赶得及与对面塑件熔合即着手固化,因为这个熔接强度只赖由三边形之宽度所供给.因为这个当熔接以上塑料,假如外型允许的话的提议认为合适而使用剪切式熔接面预设,可达到理想的熔接效果.

剪切型超声波线

  剪切式熔接面的熔接过程是,首先熔融着手接触的小平面或物体表面的大小材料,而后沿着壁面接着铅直向下而有扼制的引导入下作件裹头去(请特意的看图10).这种熔接形式完全不会让周围的空气接触到熔解地区范围,因为这个可取得高超度的结构性或水蒸气密的熔接.因为上面所说的端由,剪切式熔接预设尤其适合使用于半晶型塑料材料;

 熔接强度与熔接面铅直向下的熔接平面或物体表面的大小有直接关系.强度可由变更熔接深度去达到个别应用的熔接要求.注意:若熔接强要求超过墙壁的接强,提议熔接深度为壁厚之1.25倍;

剪切式熔接需求有结合紧密的侧边墙壁支撑以防止熔接时变型.下作件的周围墙壁高度务必高至接口位置,内壁务必与作件外部型体绝对吻合.上作件的群体结构也应非常结合紧密以避免内倾变型.

  对于熔接部位在墙壁中央位置,可认为合适而使用图11.所示的变体沟槽预设.这种预设也适合使用于大型塑件的熔接.提议认为合适而使用单边关涉如图12.所示

  应该注意的是假如作件最大尺吋在89㎜或更大况且复杂还是有90度角的转角儿就不适宜认为合适而使用剪切式熔接预设,由于这会给上下作件之间所务必维持的成型公差带来围困并搅扰.也就是不易于维持牢稳的熔接效果.在这种事情状况下只能提议认为合适而使用导熔线预设.当只消结构性熔接罢了.(即不要求强度与水蒸气密),可认为合适而使用图13.所示的间断性的铅直导熔线预设.这么可减损整个儿熔接平面或物体表面的大小,也因为这个减损所需的能+羭縷或功率.疤痕显露出来的机缘亦可大大的减损

4.5.  熔接面预设的其他思索问题:

 1.90度角转角儿聚焦拢应力.假如塑件上头有多少应力聚拢点,在通过超音波机械振荡后,塑件的高应力地区范围如转角儿、边沿与两地相连处有可能显露出来断开或其他的疤痕.弥补的处理办法是尽力增加转角儿之圆弧度(0.508㎜).请参看图15

 2.塑件上的孔位或缺口儿像气眼类的张嘴会阻断焊头传递出来的超音波能+羭縷(图16).它对熔接的影响决定于于塑件材料品类(特别是半晶型塑料)和张嘴的体积,在缺口儿的正下方几乎万不得已熔接.当塑件上有缺口儿或有转弯儿式样,塑料将会阻拦能+羭縷的传导,使能+羭縷更难到了熔接面,特别是剪切式熔接.在塑件预设过程之中应加意防止此类问题的发生.因为钢模预设不合适导致塑件内显露出来气眼,这种事情状况也会使能+羭縷传导受阻或使塑件形成空洞;

 3.近场与远场熔接之相比较一近场熔接指的是熔接面距离焊头接触位置在6.35㎜以内;大于6.35㎜的距离则为远场熔接(图17),如上,由于半晶型分子结构塑料会阻拦振荡能+羭縷的传导,所以难于对他们作远场熔接.至于非晶型塑料,因为分子随心排列,振荡能+羭縷容易在其间传导况且衰减也细小.在低硬度塑料裹头也会发生振荡能量的衰减现象.因为这个在预设塑料产品过程之中应思索问题到是否有足够的能量到达熔接面;

 4.塑件的分肢,柄,或其他细节-机械振荡会影响塑件里外外表上的各种冒尖物,有可能导致断开(图18.)下面所开列各种处理办法能降低或消弭这种影响:

   将冒尖物与主体连署处预设成最大的圆弧状.

   利用外加手眼削减连署处的扭折.

   增加材料的厚度.

   评估认为合适而使用其他频率的超音波

 5.薄膜效应-一种能+羭縷聚拢效应导致塑件显露出来烧穿现象.在平的圆形的、壁厚较薄的位置最为常见,经过采取下面所开列一个或接合数个处理办法可以克服这种现象(图19)

  减损熔接时间

  变小波幅

  认为合适而使用波幅分析

  在焊头上预设节点活塞

  增加壁厚

   运用内里支撑排骨

  评估其他频率


1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。

2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。

3.塑料材质的疏密程度愈高(硬质)会比疏密程度愈低(韧性高)的熔接强度高。


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