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1、超聲波焊接 超聲波焊是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性朔料配件，及一些合成構(gòu)件的方法。目前被運(yùn)用的朔膠制品與之間的粘結(jié)，朔膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非朔膠材料之間的粘結(jié)！ 它取代了溶劑粘膠機(jī)械堅(jiān)固及其它的粘接工藝是一種先進(jìn)的裝配技術(shù)！ 超聲波焊接不但有連接裝配功能而且具有防潮、防水的密封效果 一、超聲波的優(yōu)點(diǎn)： 1，節(jié)能 2，無需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置 3，成本低,效率高 4，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)！ 目前工廠常用的超聲波焊接機(jī) 二、超聲波焊接機(jī)的工作原理! 超聲波焊接裝置是通過一個(gè)電晶

2、體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波焊接機(jī)的焊頭。 焊頭是將機(jī)械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置??！ 振動(dòng)通過焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化， 振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵， 整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料!! 三、超聲波焊接的應(yīng)用領(lǐng)域 目前被運(yùn)用的朔膠制品與之間的粘結(jié)，朔膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非朔膠材料之間

3、的粘結(jié)！ 四、超聲波焊接的工藝 焊接： 指的是廣義的將兩個(gè)熱塑性塑料產(chǎn)品熔接的過程。當(dāng)超音停止振動(dòng)時(shí)， 固體材料熔化，完成焊接。其接合點(diǎn)強(qiáng)度接近一整塊的連生材料， 只要產(chǎn)品的接合面設(shè)計(jì)得匹配， 完全密封是絕對(duì)沒有什么問題的， 碟合： 熔化機(jī)械鎖形成一個(gè)材質(zhì)不同的塑料螺栓的過程。 嵌入： 將一個(gè)金屬元件嵌入塑料產(chǎn)品的預(yù)留孔內(nèi)。 具有強(qiáng)度高，成型周期短安裝快速的優(yōu)點(diǎn)??！ 類似于模具設(shè)計(jì)中的嵌件！ 彎曲/生成 音波將配件的一部分熔化再組成一個(gè)塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于處理的快速，較小的內(nèi)壓，良好的外觀及對(duì)材料本

4、性的克服。 點(diǎn) 悍 點(diǎn)焊是對(duì)沒有預(yù)留也或能源控制的兩個(gè)熱塑塑料組件的局部焊接。點(diǎn)焊也能產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)有力的粘合構(gòu)造，尤其適合一些大型配件、有突起的塑料片或澆注的熱塑塑料以及那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以進(jìn)入接合面的產(chǎn)品。 剪 切 切和封口一些有序與無序的熱塑材料的超音波工藝。用這種方法密封的邊緣不開裂，且沒有毛邊、卷邊現(xiàn)象。 紡織品/膠片的密封 紡織品品及一些膠片的密封也可用到超音波。它可對(duì)膠片實(shí)行緊壓合，還可對(duì)紡織品進(jìn)行整潔的局部剪切與密封。縫合的同時(shí)也起到了裝飾的作用。 聚合物：熱塑性與熱固性 將單體結(jié)合在一起的過程稱為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類：熱塑性

5、和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟化和成型，基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波壓合的適應(yīng)性。熱固性材料是通過不可逆反的化學(xué)反應(yīng)生成的，再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化，所以傳統(tǒng)上一直認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。 影響超音波焊接的因素 說起熱塑塑料的可焊接力，不能不說到超音波壓合對(duì)各種樹脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結(jié)構(gòu)，熔化溫度、柔韌性（硬度）、化學(xué)結(jié)構(gòu)。 聚合物結(jié)構(gòu) 非結(jié)晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化 及至流動(dòng)的溫度（Tg玻璃化溫度）。這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動(dòng)并在相當(dāng)廣泛的壓

6、力/振幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的焊接。 半結(jié)晶型聚合物分子排列有序，有明顯的熔點(diǎn)（Tm熔化溫度）和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的，能吸收部分高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓合面，幫要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化熱度）才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也決定了這類材料熔點(diǎn)的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源，溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性（例如：高振幅、接合點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備）才能取得超聲波焊接的成功。 熔化溫度 聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越

7、多. 硬度（彈力系數(shù)） 材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。 （Andylee）問題一： 我以前有做過一個(gè)這樣的東東，在一個(gè)表面要求較高的塑膠件是垂直打入一個(gè)帶內(nèi)螺絲的金屬件，要求用15KG的力都拉不出該金屬件，結(jié)果出來的東東都兇多吉少， 問題： 1，用超聲波打入時(shí)，破壞了已有高質(zhì)量塑膠表面，不但是精度達(dá)不到了，個(gè)別還出現(xiàn)凹凸什么的 2，打好的東東放幾天之后出現(xiàn)裂紋，使得預(yù)留孔與金屬件的干涉量一點(diǎn)都不好控制，大了--開裂，小了--能承受的拉力不夠 3，垂直度不好控制，裝上螺絲之后發(fā)現(xiàn)它老人家居然是斜的 最后不

8、得不改用其它方式作罷 （cabaney）說，出現(xiàn)以上情況，主要是因?yàn)槟愕慕饘偌Y(jié)構(gòu)不合理。這種場(chǎng)合的金屬件（銅套）外表一般都要采用花紋（滾花）或者條文，花樣很多，有專業(yè)的廠家制造！而且中間腰部還要切一圈，類似于“退刀槽”一樣的結(jié)構(gòu)，然后在塑膠件孔內(nèi)預(yù)留單邊0.1～0.2（根據(jù)花紋的粗細(xì)）過盈量，再采用超聲波壓入，用夾具保證垂直即可！ （Wudaoyu）問題二： 如果該產(chǎn)品是防水產(chǎn)品，你的分段超聲線是否導(dǎo)致漏水呢？ （孤獨(dú)劍）對(duì)防水產(chǎn)品來講， 應(yīng)該是不可取的！！ （Rubbin）資料一： （lihn918）資料二： 1、

9、 2、 以下是經(jīng)驗(yàn)之談 （Kelly）上次我們公司要模具廠家做一個(gè)電池盒，電池的上下蓋就是用超聲波焊接在一起的。那是我第一次接觸到超聲波焊接的概念，廠方的技術(shù)員希望結(jié)合處的截面是前面的三種樣式，當(dāng)然具體哪一種就根據(jù)你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的實(shí)際情況來定了。第四種情況是不能接受的。可能和rubbin的內(nèi)容重復(fù)了，不過這是我遇到的實(shí)際情況，大家看看看看吧。 （cmk123cn）關(guān)于超聲的截面形狀，就不說了，我這里增加一個(gè)對(duì)與三角形截面超聲的底下平臺(tái)的尺寸，一般我在手機(jī)電池中所做的超聲線采用3角形，尺寸高度0.3--0.4，角度采用60度，在電池中，由于壁厚有限，一般只有0.7--1.

10、0，我們盡量會(huì)采用RUBBIN所說的STEP JOINT方式，但是平臺(tái)的尺寸我們一般會(huì)做到0.6以上，否則容易出現(xiàn)超聲線往里面跑，超聲不牢，另外一種就是壁厚足夠，采用我圖上所示的那種形狀，里面做個(gè)筋擋住它，這樣的超聲效果一般都很好 圖2 在設(shè)計(jì)超聲模具時(shí)，象我所貼圖中的電池上殼是做在下模，下殼(綠色的)做在上模，因?yàn)橄職け容^淺，這樣超聲時(shí)能量損失會(huì)比較小 另外還需注意一下超聲線的長(zhǎng)度，太長(zhǎng)了塑膠超聲時(shí)沒地方跑，不容易壓下去，需要用較大的振幅才可以，我常做的超聲線長(zhǎng)度一般為3-4MM （rubbin）其實(shí)我在實(shí)際的設(shè)計(jì)中一般也是采用“cmk123cn

11、”兄所講的那種形式，一般的情況為了更好的保機(jī)殼上下蓋在超音波熔接之后的強(qiáng)度，可以將上下蓋的高度做得不一至，即打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，不將Case從中間分開，而是整個(gè)高度尺寸上下蓋可以做得高一點(diǎn)，上蓋的高度尺寸可以做得小一點(diǎn)，這樣在超音波熔接之后一般的情況下強(qiáng)度會(huì)較中分的要好得多。 同時(shí)還要注意一點(diǎn)的是，一般的情況我是將音波線做在上蓋上，而凹槽部分做在下蓋上，這樣做當(dāng)然也是為提高其強(qiáng)度（個(gè)人看法）。 對(duì)于音波線的高度我一般的情況下會(huì)取得比較大，因?yàn)楦鶕?jù)前次我所講的IEC標(biāo)準(zhǔn)，如音波線的高度做得太小了，則無法通過此檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的。 以下是我在設(shè)計(jì)中常用的取值標(biāo)準(zhǔn)：音波線的H=0.9~1.0mm

12、，形狀呈三角形，音波線的W=1.2mm左右(當(dāng)然底部還會(huì)有一節(jié)過渡段，H=1.5mm左右；下蓋的凹槽：H=1.5~1.6mm,W=1.5~1.6mm。這樣熔接之后的美觀線高度一般會(huì)在0.5mm以下，尺寸做得好可以達(dá)0.3mm以下的美觀線（這個(gè)看你自己怎么定了）。 上面cmk123cn兄所講的在做音波線時(shí)提到了做成虛線的形式，其實(shí)這一招在平時(shí)也是滿有道理的： 1.可以減少溢膠的可能性，一般情況下，做成虛線的音波線很少會(huì)有溢膠的現(xiàn)象的啦。 2.有很好的熔接效果，其實(shí)這一點(diǎn)我還存在有一點(diǎn)點(diǎn)困惑的，依我個(gè)人認(rèn)為，虛線音波線的熔接強(qiáng)度應(yīng)該要比實(shí)線音波線的熔接強(qiáng)度低一些。兄弟們可別拿磚頭扔我哦，說錯(cuò)了請(qǐng)指正。 圖片來了,但是事先聲明,這只是本人在實(shí)際設(shè)計(jì)中用到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),各位可以做個(gè)參考. ??第1張 第2張 以上是我在雙邊熔接時(shí)所常用的數(shù)據(jù),而如果因機(jī)殼的內(nèi)壁空間不夠時(shí),可以考虙用單邊熔接,但是熔接強(qiáng)度肯定要低一些的,不過在做單熔接時(shí)一定要注意的是音波線不可以太高了,一般應(yīng)在0.5mm以下(三角形的高度),如果大於此數(shù)據(jù)在做熔接時(shí)一定會(huì)出現(xiàn)中間錯(cuò)位的現(xiàn)象.