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          超聲波焊接設(shè)計(jì)原則

          返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2019.03.30

          一、設(shè)計(jì)時(shí)的基本考察

          為達(dá)成好的焊接結(jié)果,必須考察的因素如下:

          § 接合處強(qiáng)上要求

          § 是否需要全密焊接

          § 是否允許溢布料

          § 考察樹脂塑料的可塑性,到底何種材質(zhì)既能符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求、亦可滿足適合合超聲波加工的基本條件

          § 產(chǎn)品外觀要求

          § 接合處位置與形式

          § 妥善設(shè)計(jì)的下個(gè),必須能在焊接過程中固定殼件

          § 焊頭是否照以傳遞超聲波能量才接合處焊接件設(shè)計(jì)重點(diǎn)

          二、焊接件設(shè)計(jì)重點(diǎn)

          設(shè)計(jì)欲焊物必須能傳遞超聲波能量

          如果焊接面與超聲波焊頭接觸面有一些距離,殼件必須要足夠堅(jiān)硬以傳遞超聲波能量,軟質(zhì)塑料無(wú)法確實(shí)的傳遞能量,殼件壁厚度必須足夠以防止焊接區(qū)域形變,薄壁容易因?yàn)楹附舆^程中的機(jī)械力量而斷裂。 


          1、焊接物的邊角與邊緣

          所有邊角與邊緣必須導(dǎo)圓角,銳利邊緣會(huì)使超聲波能量蓄積而造成破裂或是不必要的熔接。

           

          2、潛在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題


          延伸本體以外的部份,例如邊肋、托架、飾釘,易在超聲波焊接


          程中因振動(dòng)或過熱而斷裂。另外其他內(nèi)置物如彈簧或是電線,也是影響焊接效果的原因。概括的說,圓滑邊緣與邊角、振幅小、焊接時(shí)間短可達(dá)成最佳焊接效果,如果需要,可以使用硅膠來緩沖超聲波對(duì)電子零件、彈簧等的震蕩。


          3、欲焊物的吻合狀況

          理想的狀況,兩殼件必須互相吻合,且在焊接過程中可固定不滑動(dòng)。理想的吻合狀況是兩者可借助外力密合但不致于過緊,理想的間隙是0.05~0.1mm;依焊物大小而定,兩件焊物間的高度差最小是1.0mm。

          建議間隙a=0.025~0.05mm;b= min. 1.0mm


          4、能量傳遞需均一

          接合處的設(shè)計(jì)會(huì)影響能量傳遞的均一度,一般來說,能量傳遞路徑上有彎曲、斜面或是開孔,都會(huì)使傳遞至焊接面的超聲波強(qiáng)度減少。

            圖中X區(qū)域易出現(xiàn)焊接不足或無(wú)焊接的狀況


          5、接合面的位置

          最佳狀況是接合面均在同一高度而且與焊頭表面平行,若非如此,因?yàn)榻雍厦嬷梁割^表面的距離不一,易有焊接不均一的現(xiàn)象發(fā)生。

            圖中L1與L2距離不等,且a面與焊頭面不平行,傳到兩殼件接觸面的能量損失


          6、焊件與焊頭接觸面

          最佳狀況是與殼件與焊頭接觸面大又平整,焊頭表面是可以有部分輪廓的。如果焊頭表面小于接合面,雖仍能達(dá)成焊接,但部分能量

          也許無(wú)法傳遞至接合面,需要增加壓力才達(dá)成好的焊接效果,但是增加下壓力可能會(huì)使焊件表面產(chǎn)生壓痕。拋光表面或是不平整表面尤其容易產(chǎn)生焊頭壓痕,加入PE模可以減少壓痕產(chǎn)生。

          與焊頭接觸的殼件應(yīng)該與焊頭接觸面一樣大,例如圖中a必須盡可能比s寬。


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