超声波焊接技术大全

超声波焊接塑料件的设计

塑料件的设计

代注塑方式能有效提供比较完美的焊接用塑胶件。光我们决定用超声波焊接技术完成熔合时，塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点：

1 焊缝的大小（即要考虑所需强度）

2 是否需要水密、气密

3 是否需要完美的外观

4 避免塑料熔化或合成物的溢出

5 是否适合焊头加工要求

焊接质量可能通过下几点的控制来获得：

1 材质

2 塑料件的结构

3 焊接线的位置和设计

4 焊接面的大小

5 上下表面的位置和松紧度

6 焊头与塑料件的妆触面

7 顺畅的焊接路径

8 底模的支持

为了获得完美的、可重复的熔焊方式，必须遵循三个主要设计方向：

1 最初接触的两个表面必须小，以便将所需能量集中，并尽量减少所需要的总能量（即焊接时间）来完成熔接。

2 找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件的接插孔、台阶或企口之类。

3 围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话，接触面尽量在同一个平面上，这样可使能量转换时保持一致。

下面就对塑料件设计中的要点进行分类举例说明：

整体塑料件的结构

1.1塑料件的结构

塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2 。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。

1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑

○1 加厚塑料件

○2 增加加强筋

○3 焊头中间位置避空

1.3尖角

如果一个注塑出来的零件出现应力非常集中的情况，比如尖角位，在超声波的作用下会产生折裂、融化。这种情况可考虑在尖角位加R角。如图2所示。

1.4塑料件的附属物

注塑件内部或外部表面附带的突出或细小件会因超声波振动产生影响而断裂或脱落，例如固定梢等（如图3所示）。通过以下设计可尽可能减小或消除这种问题：

○1 在附属物与主体相交的地方加一个大的R角，或加加强筋。

○2 增加附属物的厚度或直径。

1.5塑料件孔和间隙

如被焊头接触的零件有孔或其它开口，则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减（如图4所示），根据材料类型（尤其是半晶体材料）和孔大小，在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况，因此要尽量预以避免。

1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构

被焊头接触的塑件的形状中，如果有薄而弯曲的结构，而且需要用来传达室递超声波能量的时候，特别对于半晶体材料，超声波震动很难传递到加工面（如图5所示），对这种设计应尽量避免。

1.7近距离和远距离焊接

近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此，设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。

远距离焊接，对硬胶（如PS，ABS，AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP，PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。

1.8塑料件焊头接触面的设计

注塑件可以设计成任何形状，但是超声波焊头并不能随意制作。形状、长短均可能影响焊头频率、振幅等参数。焊头的设计需要有一个基准面，即按照其工作频率决定的基准频率面。基准频率面一般占到焊头表面的70%以上的面积，所以，注塑件表面的突超等形状最好小于整个塑料面的30%。一滑、圆弧过渡的塑料件表面，则比标准可以适当放宽，且突出位尽量位于塑料件的中部或对称设计。

塑料件焊头接触面至少大于熔接面，且尽量对正焊接位，过小的焊头接触面（如图6所示），会引起较大损伤和变形，以及不理想的熔接效果。

在焊头表面有损伤纹，或其形状与塑料件配合有少许差异的情况下，焊接时，会在塑料件表面留下伤痕。避免方法是：在焊头与塑料件表面之间垫薄膜（例如PE膜等）。

本文来自: 中国连接器论坛[] 详细出处参考：/thread-8413-1-1.html

焊接头材料

一般超波焊头是用铝钛合金#7075做的,我也是刚刚开始做实验,第一次的经验是,要注意以下几点:

1,根据超波机型来定焊头长度.

2,还有上下模最主要必须垂直.

主要是上模，下模只起固定作用。模具（Horn）材料：铝6061就可以了。寿命长要用钛合金。模具小的话，用不锈钢也可以。

目前国内用的材料都是７０７５或６０６１航空铝材，上海镁铝就有得买的，大概在１５０元每公斤．上网上查就可以找到这家公司．但是焊头可能由于材料批号不同，厂家不同会很难频率的，需要有专门的测频工具．做焊时一定要注意同心度＼垂直度等条件，不然焊头做出后会振动，但可能横向振动太大而无法使用．

各位朋友，我是德国海尔曼超声波在中国的分支构机技术服务人员，如果有超声波方面的问题可以同我连系：ＱＱ４４７２１７１２４我会提供从设计到应用方面的知识．

超声波焊接技术大全

超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。

超声波的优点：

1，节能

2，无需装备散烟散热的通风装置

3，成本低,效率高

4，容易实现自动化生产！

超声波焊接机的工作原理!

超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置。

振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，

振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，

整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!

焊接：

指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时，

固体材料熔化，完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料，

只要产品的接合面设计得匹配，

完全密封是绝对没有什么问题的，

碟合：

熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。