超声波焊接线的设计

一个好的产品,它的工艺是在设计塑胶模具之初就应该考虑好的,而不是留在了最后才去修修补补。


因此,确定了产品需要使用超声波工艺来焊接,从产品设计之初,就应该把各种情况考虑清楚,例如,根据产品的使用环境条件,确定产品采用何种塑胶材质、焊接强度、是否需要耐高温高压、防水仿气压,内部是否有脆弱的电子元器件,焊接后需要避免损坏,采用何种外形结构,何种超声波焊接线,是否利于超声波能量传递,塑胶材质是否能够使用超声波焊接、焊接后外观能否保证良好...


我公司有多位20年超声波塑料焊接行业经验的技师,可免费为客户提供焊接技术方案,可根据客户图纸或手板评估超声波焊接的可行性,欢迎来电咨询。13510929282李工。

超声波模具

从产品设计入手,焊接不良的各种措施包括:

1)通过优化设计,尽量是焊接面在一个平面;

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2)更改焊接界面设计,从基本型改为改为剪切型

在相同的超声波设备、夹具和工艺参数设置下,剪切型的界面设计更容易熔接,焊接强度更高。

换句话说,剪切型的界面设计会减小超声波焊接时的能量要求,从而可以有效避免断裂和损坏的发生。

超声波焊接模具

在我之前遇到的超声波焊接断裂问题案例中,无数次尝试通过调整工艺参数、修改夹具以及调整振幅,都没能解决问题。

最后通过把界面改为剪切型,轻轻松松就解决问题。

顺便说一下,改为剪切型后,焊接强度也提高了很多。

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3)正确的超声线设计

正确的超声线或导熔线(Energy Director)设计有利于减小焊接时的能量要求。

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▲三角形超声线--正确

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▲圆形超声线--错误

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▲正确的超声线设计

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▲错误的超声线设计

4)材料选择,选择更容易焊接的无定形塑料

相对于半结晶塑料,无定形塑料更容易进行超声波焊接,需要的焊接能量更小,更不容易发生断裂和损坏的缺陷。

而如果因为其它原因使用了半结晶塑料,产品中又包括了易损元件,则应当谨慎选择超声波焊接的紧固方式。

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▲无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程

5)塑胶件薄弱处加厚以及增加圆角

塑胶件薄弱处如果壁厚过薄,则强度低;而尖角的存在容易产生内应力,需要把尖角改为圆角,避免在超声波焊接时断裂。

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6)避免塑胶件内应力

塑胶件在注塑成型时,容易产生内应力;而内应力处,在超声波焊接时非常容易断裂。

▲西瓜的内应力

因此,塑胶件应当避免产生内应力。推荐阅读:

深度 | 降低塑胶件内应力

7)使用近程焊接

近程焊接,缩短了焊头与焊接面的距离,可以减小能量损失,从而减小超声波焊接的能量要求。

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8)增加塑胶件焊接面与焊接头的接触面积

增加塑胶件焊接面与焊接头的接触面积,利于超声波焊接的能量传输,同样可以减小超声波焊接的能量要求。

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基于同样的道理,在超声波传输方向上,避免空洞和弯曲的结构,也可以减小超声波焊接的能量要求。

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9)易损元件远离超声波焊接处

当塑胶件中需要组装电路板,而电路板上固定有电子元件、晶体和芯片元件等易损元件时,需要使得这些元件远离超声波焊接处;或者先超声波焊接,再组装电路板。