超声波焊接常见缺陷及处理办法

超声波焊接常见缺陷及处理办法

超声波焊接常见缺陷及处理办法

一、强度无法达到欲求标准。

当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能

达到一体成型的强度，只能说接近于一体成型的强度，而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合，这些配合是什么呢？

※塑料材质：ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强，因为两种不同的材质其熔点也不会相同，当然熔接的强度也不可能相同，虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接？我们的答案是绝对可以熔接，但是否熔接后的强度就是我们所要的？那就不一定了！而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬间发出150度的热能，虽然ABS材质己经熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上，此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度，但ABS材质已解析为另外分子结构了！由以上论述即可归纳出三点结论：

１.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。

1.降低压力。

2.减少延迟时间（提早发振)）。

3.减少熔接时间。

4.引用介质覆盖（如ＰＥ袋）。

5.模治具表面处理（硬化或镀铬）。

6.机台段数降低或减少上模扩大比。

7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响熔接强度）。

8.易断裂产品于直角处加Ｒ角。

三、制品产生扭曲变形。

发生这种变形我们规纳其原因有三：

1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合.

2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m 以上.

3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.

所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时，从表面看来好像是超音波熔接的原因，然而这只是一种结果，塑料产品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨，那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上，而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔)，6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力，去

改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg)，包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点，那就是从表面探讨变形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是经完成超音波熔接后，就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前，会因导熔线的存在，而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差，而在完成超音波熔接后，却显现成肉眼可看到的变形。

解決方法：

1.降低压力（压力最好在2kg以下）。

2.减少超音波熔接时间（降低强度标准）。

3.增加硬化时间（至少0.8秒以上）。

4.分析超音波上下模是否可局部调整（非必要时）。

5.分析产品变形主因，予以改善。

四、制品内部零件破坏

※超音波熔接后发生产品破坏原因如下：

1.超音波熔接机功率输出太强.

2.超音波能量扩大器能量输出太强.

3.底模治具受力点悬空，受超音波传导振动而破坏.

4.塑料制品高、细成底部直角，而未设缓冲疏导能量的R角.

5.不正确的超音波加工条件.

解決方法：

1.提早超音波发振时间（避免接触发振）。

2.降低压力、减少超音波熔接时间（降低强度标准）。

3.减少机台功率段数或小功率机台。

4.降低超音波模具扩大比。

5.底模受力处垫缓冲橡胶。

6.底模与制品避免悬空或间隙。

7.HORN（上模）掏孔后重测频率。

8.上模掏孔后贴上富弹性材料。

五、产品产生溢料或毛边

※超音波熔接后产品发生溢料或毛边原因如下：

1.超音波功率太强.

2.超音波熔接时间太长.

3.空气压力（动态）太大.

4.上模下压力(静态)太大.

5.上模(HORN)能量扩大比率太大.

6.塑料制品导熔线太外侧或太高或粗.

上述六项为造成超音波熔接作业后产品发生溢料毛

边的原因，然而其中最关键性的是在第六项超音波的导熔线开设，一般在超音波熔接作业中，空气压力大约在2~4kg范围，根据经验值最佳的超音波导熔线，

是在底部0.4~0.6m/m×高度0.3~0.4m/m如：此型Δ，尖角约呈60°，超出这个数值将导至超音波熔接时间、压力、机台或上模功率的升高，如此就形成上述1~6项造成溢料与毛边的原因。

解決方法：

1.降低压力、减少超音波熔接时间（降低强度标准）。

2.减少机台功率段数或小功率机台。

3.降低超音波模具扩大比。

4.使用超音波机台微调定位固定。

5.修改超音波导熔线。

六、产品熔接后尺寸无法控制于公差内

※在超音波熔接作业中，产品无法控制于公差范围有其下述原因：

1.机台稳定性(能量转换未增设安全系数).

2.塑料产品变形量超出超音波自然熔合范围.

3.治具定位或承受力不稳定.

4.超音波上模能量扩大输出不配合.

5.熔接加工条件未增设安全系数.

解決方法：

1.增加熔接安全系数（依序由熔接时间、压力、功率）。

2.启用微调固定螺丝（应可控制到0.02m/m）。

3.检查超音波上模输出能量是否足够（不足时增加段数）。

4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。

5.修改超音波导熔线。

超声波塑料焊接水、气密导熔线（焊线）设计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，