超声波焊接线尺寸设计

超声波焊接线尺寸设计

超声波焊接线的设计

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焊接热塑性制件的最普通的方法是超声焊接.这种方法是采用低振幅,高频率(超声)振动能量使表面和分子摩擦产生焊接相连垫塑性制件所需的热量.(正弦超声振动)

超声焊接在20-50kHz的频率范围内发生,其一般振幅范围为15-60um.在低达15kHz(较高振幅)的声频有时用于较大制件或较软材料.焊接过程通常在

0.5-1.5s内发生.焊接工艺娈量包括焊接时间,焊头位置和焊接压力.超声焊接设备通常用来焊接中,小尺寸的热塑性塑料制件,而很大的制件可用多点焊接.

超声焊接方法可根据焊接时间或焊缝位置(塌陷距离)或焊接能量控制.也对焊接压力和冷却时间提供附加控制.

超声焊接设备一般不是在20kHz就是在40kHz频率下运行 .20kHz装置更常用.

接头设计:第一类即最常用的接头类型,在被连接表面的垂直方向上利用超声振动.对接和Z形接合归入这一类,适用于多数聚合物.第二类超声焊接接头包括与接头表面平行的振动,形成剪切状态.各种类型的剪切和嵌接归入第二类.

.下面式件用一个粗

.将会提高焊接质量,焊接强度和焊接完成的容易程度.其它许多有纹理

的接头外形也是可行.

溢料问题可通过把溢料污染槽引入接关设计中而降低,为安全,一般溢料槽设计至少10%的过度体积容量.

＊紧压接头:为了使溢料形成的可能性最小,紧压

接头设计的目的是阻挡熔体或将熔体保持在熔区内.紧压接头对半结晶的塑料材料如尼龙是有用的.因为接关结构更复杂,紧压接关所需的制件配合公差相对严格.

所

结果使外观改进

＊槽舌接合不但提供了剪切强度而且提供了拉伸强度.这种接合是自对中的,接合区域的壁厚必须相对大以适应槽舌接合设计.另外,制件公差要求相对严.间隔加强筋改善了接头找平.

接合设计

＊剪切接头当焊接半结晶聚合物（或其它难以焊接的聚合物）和需要密封接头号时，一般推荐使用剪切接。需要高强度，高质量接碚的环形和矩形制件都用剪切接头。剪切接头号具有搭接制件壁部分，当接头被焊接和相互依次嵌入时，搭接部分产生公差和局部剪切。为了促进制件找平，接头包含了调节部分。为了集中熔融能量，一边上的阻碍物的顶角在初始接触面上降低。因为融化材料的温度在整个接触面上保持一致，制件被焊接时，两表面熔融均匀。深度为1.0-2.0mm的使用0.13-0.5mm范围内的公差值。为了防止在焊接过程中由于公差而产生的外部侧壁翘曲，垂直的制件应尽可能浅，但在一边用剪切制件改进的槽舌接头可与较深的拉

上面的部件；4-下面的部件

＊斜坡接合斜坡接合设计也可为无定形和半结晶聚合物提供高强度密封接头。斜坡接合是自固定的且最适合小尺寸的圆形或椭圆形制件。斜坡接合的焊接能量

要求很Array高。

图6

超声焊

执着用

典型的斜坡接合设计

（a）斜坡接合；改进的斜坡接合（附加公差）1-溢料槽；2-夹具

斜坡接合具有30°-60°的角且应该在±1°内装配。为附加的熔区材料厚度增加的0.10-0.25mm的公差产生焊缝和溢料。当从功能或审美上不能接受溢料时，就使用收集器。

＊带嵌入密封装置的焊接用嵌入的弹性密封圈或韧性垫圈也可获得可靠的密封。如图7所示接头制件装

7 超声焊

2-弹性密封

＊电栓焊超声焊接设备也可生产电栓焊和销套触点焊接。在不需要密封接头的应用中，销套接头可用来连接相同的塑料材料。

*超声铆焊超声焊接的变异是超声铆焊.即把一个热塑性制件固定在另一个不同材料的制件上的方法.

14.0mm的铆钉

＊标准铆焊直径在1.6-4.0mm这间的平头铆钉。刚性和柔性的不耐磨热塑性塑料推荐使用标准外形。

＊半球形铆焊直径小于1.6mm的铆钉建议用在半球形铆焊上。对耐磨塑料是合适的。

＊溢流式铆焊溢流式铆焊用在要求表面为平的或隆起的及锁信制件的厚度被允许使用的应用中。

＊空心铆焊直径大于4mm的凸台或铆钉去芯后

可生盲孔凸台。

如图10所示当啮合制件中不允许有通孔时，超

热塑性材料。

●1无定形聚合物，特别是室温下外于玻璃态的无

定形物，通常是焊接工艺的好的候选材料。玻璃

态无定形聚合物具有良好的透射性能，允许用看

近场和远场焊接技术成功焊接。当材料较软时，

开定形材料的超声焊接就成问题。如：焊接高冲

击ps将比焊接通用ps一般需要更多能量和附加

振幅。

●2半结晶聚合物一般更难用超声能量焊接.增加

由焊接体系发射的能量值（即增加振幅）；缩短焊

头/制件接触面与接头接口间的距离;使用近场

超声焊接技术;使用振幅高达0.05-0.15mm的

焊头.这些高焊接振幅需要使用钛焊头.当需要

高强度、密封组装时，剪切接头和斜坡接合对半

结晶聚合物都适用。

●3焊接吸湿性聚合物：模塑后马上焊接制件（在

它们仍是干燥时）；焊接前干燥制件；焊接前把制

件存放在干燥器内。