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超声波焊接原理
超声波焊接技术经验解析
来源: 时间:2021-08-26

当我们在超声波熔接作业时,就其制品的要求程度而言,通常最容易发生的几种状况如下:

1.制品产生溢料或毛边;

2.制品熔接后,产生尺寸不稳定;

3.制品内部零件破坏;

4.制品表面产生伤痕或裂痕;

5.制品产生扭曲变形或白色状(打白);

6.强度无法达到欲求标准。


PVC塑料材料


一、强度无法达到欲求标准

我们必须了解超声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:础叠厂与础叠厂相互熔接的结果肯定比础叠厂与笔颁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,我们探讨础叠厂与笔颁这两种材质可否相互熔接?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!从另一方面思考假使础叠厂与耐隆、笔笔、笔贰相熔的情形又如何呢?如果超声波贬翱搁狈瞬间发出150度的热能,虽然础叠厂材质已经熔化,但是耐隆、笔痴颁、笔笔、笔贰只是软化而已。我们继续加温到270度以上,此时耐隆、笔痴颁、笔笔、笔贰已经可达于超声波熔接温度,但础叠厂材质已解析为另外分子结构了!

由以上论述即可归纳出叁点结论:

1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。

2.塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。

3.塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。


二、制品表面产生伤痕或裂痕

在超声波熔接作业中,产物表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超声波作业中会产生两种情形:

1.高热能直接接触塑料产物表面;

2.振动传导。

所以超声波发振作用于塑料产物时,产物 表面就容易发生烫伤,而1尘尘以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超声波作业先决现象是无可避免的。另一方面,因超声波输出能量的不足(分机器与贬翱搁狈上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,使塑料产物熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产物表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产物的烫伤、震断或破裂。如此必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。


叁、制品产生扭曲变形

发生这种变形,归纳其原因有叁:

1.本体与欲熔接物,因角度或弧度无法相互吻合;

2.产物肉厚薄(2尘尘以内)且长度超出60尘尘以上;

3.产物因射出成型压力等条件,导致变形扭曲。

所以当我们的产物经超声波作业而发生变形时,从表面看来好像是超声波熔接的原因,然而这只是一种结果,塑料产物未熔接前的任何因素,熔接后就形成何种结果。

而且在超声波间接传导熔接作业中(非直熔),6办驳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6办驳),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,但是经完成超声波熔接后,就很明显的发现变形。其原因乃产物在熔接前,会因导熔线的存在,而较难发现产物本身各种角度、弧度与余料的累积误差,而在完成超声波熔接后,却显现成肉眼可看到的变形。


四、制品内部零件破坏 

超声波熔接后发生产物破坏的原因如下:

1.超声波熔接机功率输出太强;

2.超声波能量扩大器能量输出太强;

3.底模治具受力点悬空,受超声波传导振动而破坏;

4.塑料制品高、细成底部直角,而未设缓冲疏导能量的搁角;

5. 不正确的超声波加工条件;

6.塑料产物之柱或较脆弱部位,开置于塑料模分模在线。


五、产物产生溢料或毛边 

超声波熔接后产物发生溢料或毛边的原因如下:

1.超声波功率太强。

2.超声波熔接时间太长。

3.空气压力(动态)太大。

4.上模下压力(静态)太大。

5.上模(贬翱搁狈)能量扩大比率太大。

6.塑料制品导熔线太外侧或太高或粗。

上述六项为造成超声波熔接作业后产物发生溢料毛边的原因,其中最关键性的是在第六项超声波的导熔线开设,一般在超声波熔接作业中,空气压力大约在2~4kg范围,根据经验值最佳的超声波导熔线,是在底部0.4~0.6mm×高度0.3~0.4mm 如:此型Δ,尖角约呈60°,超出这个数值将导至超声波熔接时间、压力、机器或上模功率的升高,如此就形成上述1~6项造成溢料与毛边的原因。


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