超声波焊_百度文库

1、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朔料配件,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、防水的密封效果一、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!目前工厂常用的超声波焊接机二、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

2、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 !三、超声波焊接的应用领域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!四、超声波焊接的工艺焊接: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

3、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。嵌入:将一个金属元件嵌入塑料产品的预留孔内。具有强度高,成型周期短安装快速的优点! !类似于模具设计中的嵌件!弯曲 /生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。 这种方式的 优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。点 悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。 点焊也能产生一个强有力 的粘合构造, 尤其适合一些大型配件、 有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、 难以进

4、入接合面的产品。剪 切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。 用这种方法密封的边缘不开裂, 且没有 毛边、卷边现象。纺织品 /胶片的密封 纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合, 还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。聚合物:热塑性与热固性将单体结合在一起的过程称为 “ 聚合 ” 。聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。热塑性 材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已 -这种特性使 决定了热塑性材料超音波压合的适应性。 热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的, 再 次加热或加压均不能使已成型的热固性产品

5、软化, 所以传统上一直认为热固性材料是不适合 使用超音波的。影响超音波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力, 不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。 其最主要的因素包括 聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度 、化学结构。聚合物结构非结晶聚合物分子排列无序、 有明显的使材料逐步变软、 熔化 及至流动的温度 (Tg 玻璃化 温度 。 这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力 /振幅范围内实现良好的焊 接。半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm 熔化温度和再度凝固点。固态的结晶 型聚合物是富有弹性的, 能吸收部分高频机械振动。 所以此类聚合物是不易于将超声波振动 能量传至压合面,帮要求更

6、高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度 才能把半结晶型的结 构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态, 这也决定了这类材料熔点的明显性, 熔化的材 料一旦离开热源, 温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。 所以必须考虑这类材料的特殊性 (例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备才能取 得超声波焊接的成功。熔化温度聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多 .硬度(弹力系数材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。 总的说来, 愈硬的材料其传导力 愈强。问题一:我以前有做过一个这样的东东, 在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金 属件,要求用 1

7、5KG 的力都拉不出该金属件,结果出来的东东都凶多吉少,问题:1,用超声波打入时,破坏了已有高质量塑胶表面,不但是精度达不到了,个别还出现凹凸 什么的2,打好的东东放几天之后出现裂纹,使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好控制,大了 -开裂,小了 -能承受的拉力不够3,垂直度不好控制,装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的最后不得不改用其它方式作罢答:出现以上情况,主要是因为你的金属件结构不合理。这种场合的金属件(铜套外表一 般都要采用花纹(滚花或者条文,花样很多,有专业的厂家制造!而且中间腰部还要切一 圈,类似于 “ 退刀槽 ” 一样的结构,然后在塑胶件孔内预留单边 0.10.2(根据花纹的粗细

8、过盈量,再采用超声波压入,用夹具保证垂直即可!问题二:如果該產品是防水產品,你的分段超聲線是否導致漏水呢?答:对防水产品来讲, 应该是不可取的! !以下是经验之谈上次我们公司要模具厂家做一个电池盒, 电池的上下盖就是用超声波焊接在一起的。 那 是我第一次接触到超声波焊接的概念,厂方的技术员希望结合处的截面是前面的三种样式, 当然具体哪一种就根据你设计的产品的实际情况来定了。 第四种情况是不能接受的。 可能和 rubbin 的内容重复了, 不过这是我遇到的实际情况, 大家看看看看吧。 关于超声的截面形状, 就不说了, 我这里增加一个对与三角形截面超声的底下平台的尺寸, 一般我在手机电池中所 做的

9、超声线采用 3角形,尺寸高度 0.3-0.4,角度采用 60度,在电池中,由于壁厚有限,一般只有 0.7-1.0, 我们尽量会采用 RUBBIN 所说的 STEP JOINT方式, 但是平台的尺寸我们 一般会做到 0.6以上,否则容易出现超声线往里面跑,超声不牢,另外一种就是壁厚足够, 采用我图上所示的那种形状,里面做个筋挡住它,这样的超声效果一般都很好在设计超声模具时,象我所贴图中的电池上壳是做在下模,下壳 (绿色的 做在上模,因为下 壳比较浅,这样超声时能量损失会比较小另外还需注意一下超声线的长度, 太长了塑胶超声时没地方跑, 不容易压下去, 需要用较大 的振幅才可以,我常做的超声线长度一

10、般为 3-4MM实我在实际的设计中一般也是采用 “ cmk123cn ” 兄所讲的那种形式,一般的情况为了更好的 保机壳上下盖在超音波熔接之后的强度, 可以将上下盖的高度做得不一至, 即打破传统的设 计观念,不将 Case 从中间分开,而是整个高度尺寸上下盖可以做得高一点,上盖的高度尺 寸可以做得小一点,这样在超音波熔接之后一般的情况下强度会较中分的要好得多。同时还要注意一点的是, 一般的情况我是将音波线做在上盖上, 而凹槽部分做在下盖上, 这 样做当然也是为提高其强度(个人看法 。对于音波线的高度我一般的情况下会取得比较大,因为根据前次我所讲的 IEC 标准,如音 波线的高度做得太小了,则无

11、法通过此检验标准的。以下是我在设计中常用的取值标准:音波线的 H=0.91.0mm,形状呈三角形,音波线的 W=1.2mm左右 (当然底部还会有一节过渡段, H=1.5mm左右;下盖的凹槽:H=1.51.6mm,W=1.51.6mm。这样熔接之后的美观线高度一般会在 0.5mm 以下,尺寸做 得好可以达 0.3mm 以下的美观线(这个看你自己怎么定了 。上面 cmk123cn 兄所讲的在做音波线时提到了做成虚线的形式,其实这一招在平时也是满 有道理的:1. 可以减少溢胶的可能性,一般情况下,做成虚线的音波线很少会有溢胶的现象的啦。2. 有很好的熔接效果,其实这一点我还存在有一点点困惑的,依我个

12、人认为,虚线音波线的 熔接强度应该要比实线音波线的熔接强度低一些。 兄弟们可别拿砖头扔我哦, 说错了请指正。 圖片來了 , 但是事先聲明 , 這只是本人在實際設計中用到的經驗數據 , 各位可以做個參考 .超声粘接是塑胶玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法, 但并非所有的塑胶都可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系,一般来讲,非极性化合物 (如 PP , PE 是很难 超声的, 极性化合物是可以超声的, 而且极性化合物之间也是可以超声的, 如 PS 与 PMMA 之间是可以超声的,典型的产品,如望远镜系列,望远镜的镜片是 PMMA 的,而镜身可能 是 PS 或者 ABS ,就可直接把 PMM

13、A 镜片超声粘接到 PS 或者 ABS 镜身上,而一般来说, 玩具产品中的硬胶使用得最多的就是聚笨乙烯(PS 及其改良品种,所以超声粘接使用得 最多的就是 PS 。超声的原理可以被认为是使用振幅很小的高频振动使得两个相互接触的表面在小范围 内剧烈的磨擦, 而使得接触面发热而熔解到一小部分熔胶。 并在压力的作用下, 熔胶变得凝 固而使得两个制件粘接到一起。 这个过程很短, 一般在几秒到十几秒之间, 而频率的选择一 般在 20-40MHZ 之间(注:实际上原理比之复杂,但可以这样认为超声的过程是由超声机来完成的,它主要有三个变量可以选择:(1频率、 (2时间、 (3压力,而一般来说,频率越高,时间

14、越长,熔胶越多,而压力越大,凝固的熔胶屋越 薄,对于一个制件来讲, 压力与面积有关,而使得必须要有一定的压力,合适的时间与频率 可以保证有足够的熔胶使得两制件能够粘在一起,过多会使得胶件变软,外流,尺寸减小, 而过少而不能粘牢。对超声起作用的还有超声模,超声模分上下模,上模是金属的,而下模则可以是树脂 的, 只要按形状的要求把制件定位好就可以了。 上模是关系高频波是通过上模传递到制件重 要粘接的位置上影响超声粘接效果除了调节超声机的工用状况外,还有材料,环境与制件结构,由材料 的自身性能决定是否可以超声, 而环境中的湿度也会对超声起作用, 如尼龙件具有较大的吸 湿性, 使用制件中吸水量较小,

15、而水的存在可以分散高频振荡,使得正超声质量下降, 但最 主要的还是结构,比较常用的三种方法,共同点是有一个四分之一的宽,八分之一的长的超声线,这样的 原理是在高频接触时, 让细长的线先熔解再在压力的作用下分布在被粘接面上, 一方面减少 了因大面积接触而产生的滑动偏移,另一方面使得熔解液可以控制,可实际 *作中没有这样 的规范,所谓的超声线就是高 0.3mm 的半圆线。而在实际工作中超声面临最大的问题是粘紧力不足, 在落地测试或其它的合理性破坏 测试时开裂。 此时最有效的方式也就是加几个超声柱。 所谓的超声柱就是对应的两个丝柱能够紧配在一起,而在超声时两个丝柱会粘在一起,而加大超声的强度。聚合物

16、结构非结晶聚合物分子排列无序、 有明显的使材料逐步变软、 熔化 及至流动的温度 (Tg 玻璃化 温度 。 这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力 /振幅范围内实现良好的焊 接。半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm 熔化温度和再度凝固点。固态的结晶 型聚合物是富有弹性的, 能吸收部分高频机械振动。 所以此类聚合物是不易于将超声波振动 能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度 才能把半结晶型的结 构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态, 这也决定了这类材料熔点的明显性, 熔化的材 料一旦离开热源, 温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。 所以必须考虑这类材料

17、的特殊性 (例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备才能取 得超声波焊接的成功。熔化温度聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多 .硬度(弹力系数材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。 总的说来, 愈硬的材料其传导力 愈强。问题一:我以前有做过一个这样的东东, 在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金 属件,要求用 15KG 的力都拉不出该金属件,结果出来的东东都凶多吉少,问题:1,用超声波打入时,破坏了已有高质量塑胶表面,不但是精度达不到了,个别还出现凹凸 什么的2,打好的东东放几天之后出现裂纹,使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好

18、控制,大了 -开裂,小了 -能承受的拉力不够3,垂直度不好控制,装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的最后不得不改用其它方式作罢答:出现以上情况,主要是因为你的金属件结构不合理。这种场合的金属件(铜套外表一 般都要采用花纹(滚花或者条文,花样很多,有专业的厂家制造!而且中间腰部还要切一 圈,类似于 “ 退刀槽 ” 一样的结构,然后在塑胶件孔内预留单边 0.10.2(根据花纹的粗细 过盈量,再采用超声波压入,用夹具保证垂直即可!问题二:如果該產品是防水產品,你的分段超聲線是否導致漏水呢?答:对防水产品来讲, 应该是不可取的! !以下是经验之谈上次我们公司要模具厂家做一个电池盒, 电池的上下盖就是用超

19、声波焊接在一起的。 那 是我第一次接触到超声波焊接的概念,厂方的技术员希望结合处的截面是前面的三种样式, 当然具体哪一种就根据你设计的产品的实际情况来定了。 第四种情况是不能接受的。 可能和 rubbin 的内容重复了, 不过这是我遇到的实际情况, 大家看看看看吧。 关于超声的截面形状, 就不说了, 我这里增加一个对与三角形截面超声的底下平台的尺寸, 一般我在手机电池中所 做的超声线采用 3角形,尺寸高度 0.3-0.4,角度采用 60度,在电池中,由于壁厚有限,一 般只有 0.7-1.0, 我们尽量会采用 RUBBIN 所说的 STEP JOINT方式, 但是平台的尺寸我们 一般会做到 0.

20、6以上,否则容易出现超声线往里面跑,超声不牢,另外一种就是壁厚足够, 采用我图上所示的那种形状,里面做个筋挡住它,这样的超声效果一般都很好在设计超声模具时,象我所贴图中的电池上壳是做在下模,下壳 (绿色的 做在上模,因为下 壳比较浅,这样超声时能量损失会比较小另外还需注意一下超声线的长度, 太长了塑胶超声时没地方跑, 不容易压下去, 需要用较大 的振幅才可以,我常做的超声线长度一般为 3-4MM实我在实际的设计中一般也是采用 “ cmk123cn ” 兄所讲的那种形式,一般的情况为了更好的 保机壳上下盖在超音波熔接之后的强度, 可以将上下盖的高度做得不一至, 即打破传统的设 计观念,不将 Ca

21、se 从中间分开,而是整个高度尺寸上下盖可以做得高一点,上盖的高度尺 寸可以做得小一点,这样在超音波熔接之后一般的情况下强度会较中分的要好得多。同时还要注意一点的是, 一般的情况我是将音波线做在上盖上, 而凹槽部分做在下盖上, 这 样做当然也是为提高其强度(个人看法 。对于音波线的高度我一般的情况下会取得比较大,因为根据前次我所讲的 IEC 标准,如音 波线的高度做得太小了,则无法通过此检验标准的。以下是我在设计中常用的取值标准:音波线的 H=0.91.0mm,形状呈三角形,音波线的 W=1.2mm左右 (当然底部还会有一节过渡段, H=1.5mm左右;下盖的凹槽:H=1.51.6mm,W=1

22、.51.6mm。这样熔接之后的美观线高度一般会在 0.5mm 以下,尺寸做 得好可以达 0.3mm 以下的美观线(这个看你自己怎么定了 。上面 cmk123cn 兄所讲的在做音波线时提到了做成虚线的形式,其实这一招在平时也是满 有道理的:1. 可以减少溢胶的可能性,一般情况下,做成虚线的音波线很少会有溢胶的现象的啦。2. 有很好的熔接效果,其实这一点我还存在有一点点困惑的,依我个人认为,虚线音波线的 熔接强度应该要比实线音波线的熔接强度低一些。 兄弟们可别拿砖头扔我哦, 说错了请指正。 圖片來了 , 但是事先聲明 , 這只是本人在實際設計中用到的經驗數據 , 各位可以做個參考 .超声粘接是塑胶

23、玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法, 但并非所有的塑胶都 可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系,一般来讲,非极性化合物 (如 PP , PE 是很难 超声的, 极性化合物是可以超声的, 而且极性化合物之间也是可以超声的, 如 PS 与 PMMA 之间是可以超声的,典型的产品,如望远镜系列,望远镜的镜片是 PMMA 的,而镜身可能 是 PS 或者 ABS ,就可直接把 PMMA 镜片超声粘接到 PS 或者 ABS 镜身上,而一般来说,玩具产品中的硬胶使用得最多的就是聚笨乙烯(PS 及其改良品种,所以超声粘接使用得 最多的就是 PS 。超声的原理可以被认为是使用振幅很小的高频振动使得两个相

24、互接触的表面在小范围 内剧烈的磨擦, 而使得接触面发热而熔解到一小部分熔胶。 并在压力的作用下, 熔胶变得凝 固而使得两个制件粘接到一起。 这个过程很短, 一般在几秒到十几秒之间, 而频率的选择一 般在 20-40MHZ 之间(注:实际上原理比之复杂,但可以这样认为超声的过程是由超声机来完成的,它主要有三个变量可以选择:(1频率、 (2时间、 (3压力,而一般来说,频率越高,时间越长,熔胶越多,而压力越大,凝固的熔胶屋越 薄,对于一个制件来讲, 压力与面积有关,而使得必须要有一定的压力,合适的时间与频率 可以保证有足够的熔胶使得两制件能够粘在一起,过多会使得胶件变软,外流,尺寸减小, 而过少而

25、不能粘牢。对超声起作用的还有超声模,超声模分上下模,上模是金属的,而下模则可以是树脂 的, 只要按形状的要求把制件定位好就可以了。 上模是关系高频波是通过上模传递到制件重 要粘接的位置上影响超声粘接效果除了调节超声机的工用状况外,还有材料,环境与制件结构,由材料 的自身性能决定是否可以超声, 而环境中的湿度也会对超声起作用, 如尼龙件具有较大的吸 湿性, 使用制件中吸水量较小, 而水的存在可以分散高频振荡,使得正超声质量下降, 但最 主要的还是结构,比较常用的三种方法,共同点是有一个四分之一的宽,八分之一的长的超声线,这样的 原理是在高频接触时, 让细长的线先熔解再在压力的作用下分布在被粘接面

26、上, 一方面减少 了因大面积接触而产生的滑动偏移,另一方面使得熔解液可以控制,可实际 *作中没有这样 的规范,所谓的超声线就是高 0.3mm 的半圆线。而在实际工作中超声面临最大的问题是粘紧力不足, 在落地测试或其它的合理性破坏 测试时开裂。 此时最有效的方式也就是加几个超声柱。 所谓的超声柱就是对应的两个丝柱能 够紧配在一起, 而在超声时两个丝柱会粘在一起, 而加大超声的强度。 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朔料配件,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

27、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、防水的密封效果一、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!目前工厂常用的超声波焊接机二、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

28、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 !三、超声波焊接的应用领域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!四、超声波焊接的工艺焊接: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。嵌入:将一个金属元件嵌入塑料产品的预留孔内。具有强度高,成型周期短安装

29、快速的优点! !类似于模具设计中的嵌件!弯曲 /生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。 这种方式的 优势在于处理的快速,较小的内压,良好的外观及对材料本性的克服。点 悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。 点焊也能产生一个强有力 的粘合构造, 尤其适合一些大型配件、 有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、 难以进入接合面的产品。剪 切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。 用这种方法密封的边缘不开裂, 且没有 毛边、卷边现象。纺织品 /胶片的密封 纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合, 还可对纺

30、织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。聚合物:热塑性与热固性将单体结合在一起的过程称为 “ 聚合 ” 。聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。热塑性 材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已 -这种特性使 决定了热塑性材料超音波压合的适应性。 热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的, 再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化, 所以传统上一直认为热固性材料是不适合 使用超音波的。影响超音波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力, 不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。 其最主要的因素包括 聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度 、化学结构。聚合物

31、结构非结晶聚合物分子排列无序、 有明显的使材料逐步变软、 熔化 及至流动的温度 (Tg 玻璃化 温度 。 这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力 /振幅范围内实现良好的焊 接。半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm 熔化温度和再度凝固点。固态的结晶 型聚合物是富有弹性的, 能吸收部分高频机械振动。 所以此类聚合物是不易于将超声波振动 能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度 才能把半结晶型的结 构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态, 这也决定了这类材料熔点的明显性, 熔化的材 料一旦离开热源, 温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。 所以必须考虑这类材料

32、的特殊性 (例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备才能取 得超声波焊接的成功。熔化温度聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多 .硬度(弹力系数材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。 总的说来, 愈硬的材料其传导力 愈强。问题一:我以前有做过一个这样的东东, 在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金 属件,要求用 15KG 的力都拉不出该金属件,结果出来的东东都凶多吉少,问题:1,用超声波打入时,破坏了已有高质量塑胶表面,不但是精度达不到了,个别还出现凹凸 什么的2,打好的东东放几天之后出现裂纹,使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好

33、控制,大了 -开裂,小了 -能承受的拉力不够3,垂直度不好控制,装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的最后不得不改用其它方式作罢答:出现以上情况,主要是因为你的金属件结构不合理。这种场合的金属件(铜套外表一 般都要采用花纹(滚花或者条文,花样很多,有专业的厂家制造!而且中间腰部还要切一 圈,类似于 “ 退刀槽 ” 一样的结构,然后在塑胶件孔内预留单边 0.10.2(根据花纹的粗细 过盈量,再采用超声波压入,用夹具保证垂直即可!问题二:如果該產品是防水產品,你的分段超聲線是否導致漏水呢?答:对防水产品来讲, 应该是不可取的! !以下是经验之谈上次我们公司要模具厂家做一个电池盒, 电池的上下盖就是用超

34、声波焊接在一起的。 那 是我第一次接触到超声波焊接的概念,厂方的技术员希望结合处的截面是前面的三种样式, 当然具体哪一种就根据你设计的产品的实际情况来定了。 第四种情况是不能接受的。 可能和 rubbin 的内容重复了, 不过这是我遇到的实际情况, 大家看看看看吧。 关于超声的截面形状, 就不说了, 我这里增加一个对与三角形截面超声的底下平台的尺寸, 一般我在手机电池中所 做的超声线采用 3角形,尺寸高度 0.3-0.4,角度采用 60度,在电池中,由于壁厚有限,一 般只有 0.7-1.0, 我们尽量会采用 RUBBIN 所说的 STEP JOINT方式, 但是平台的尺寸我们 一般会做到 0.

35、6以上,否则容易出现超声线往里面跑,超声不牢,另外一种就是壁厚足够, 采用我图上所示的那种形状,里面做个筋挡住它,这样的超声效果一般都很好在设计超声模具时,象我所贴图中的电池上壳是做在下模,下壳 (绿色的 做在上模,因为下 壳比较浅,这样超声时能量损失会比较小另外还需注意一下超声线的长度, 太长了塑胶超声时没地方跑, 不容易压下去, 需要用较大 的振幅才可以,我常做的超声线长度一般为 3-4MM实我在实际的设计中一般也是采用 “ cmk123cn ” 兄所讲的那种形式,一般的情况为了更好的 保机壳上下盖在超音波熔接之后的强度, 可以将上下盖的高度做得不一至, 即打破传统的设 计观念,不将 Ca

36、se 从中间分开,而是整个高度尺寸上下盖可以做得高一点,上盖的高度尺 寸可以做得小一点,这样在超音波熔接之后一般的情况下强度会较中分的要好得多。同时还要注意一点的是, 一般的情况我是将音波线做在上盖上, 而凹槽部分做在下盖上, 这 样做当然也是为提高其强度(个人看法 。对于音波线的高度我一般的情况下会取得比较大,因为根据前次我所讲的 IEC 标准,如音 波线的高度做得太小了,则无法通过此检验标准的。以下是我在设计中常用的取值标准:音波线的 H=0.91.0mm,形状呈三角形,音波线的 W=1.2mm左右 (当然底部还会有一节过渡段, H=1.5mm左右;下盖的凹槽:H=1.51.6mm,W=1

37、.51.6mm。这样熔接之后的美观线高度一般会在 0.5mm 以下,尺寸做 得好可以达 0.3mm 以下的美观线(这个看你自己怎么定了 。上面 cmk123cn 兄所讲的在做音波线时提到了做成虚线的形式,其实这一招在平时也是满 有道理的:1. 可以减少溢胶的可能性,一般情况下,做成虚线的音波线很少会有溢胶的现象的啦。2. 有很好的熔接效果,其实这一点我还存在有一点点困惑的,依我个人认为,虚线音波线的 熔接强度应该要比实线音波线的熔接强度低一些。 兄弟们可别拿砖头扔我哦, 说错了请指正。 圖片來了 , 但是事先聲明 , 這只是本人在實際設計中用到的經驗數據 , 各位可以做個參考 .超声粘接是塑胶

38、玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法, 但并非所有的塑胶都 可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系,一般来讲,非极性化合物 (如 PP , PE 是很难 超声的, 极性化合物是可以超声的, 而且极性化合物之间也是可以超声的, 如 PS 与 PMMA 之间是可以超声的,典型的产品,如望远镜系列,望远镜的镜片是 PMMA 的,而镜身可能 是 PS 或者 ABS ,就可直接把 PMMA 镜片超声粘接到 PS 或者 ABS 镜身上,而一般来说,玩具产品中的硬胶使用得最多的就是聚笨乙烯(PS 及其改良品种,所以超声粘接使用得 最多的就是 PS 。超声的原理可以被认为是使用振幅很小的高频振动使得两个相

39、互接触的表面在小范围 内剧烈的磨擦, 而使得接触面发热而熔解到一小部分熔胶。 并在压力的作用下, 熔胶变得凝 固而使得两个制件粘接到一起。 这个过程很短, 一般在几秒到十几秒之间, 而频率的选择一 般在 20-40MHZ 之间(注:实际上原理比之复杂,但可以这样认为超声的过程是由超声机来完成的,它主要有三个变量可以选择:(1频率、 (2时间、 (3压力,而一般来说,频率越高,时间越长,熔胶越多,而压力越大,凝固的熔胶屋越 薄,对于一个制件来讲, 压力与面积有关,而使得必须要有一定的压力,合适的时间与频率 可以保证有足够的熔胶使得两制件能够粘在一起,过多会使得胶件变软,外流,尺寸减小, 而过少而

40、不能粘牢。对超声起作用的还有超声模,超声模分上下模,上模是金属的,而下模则可以是树脂 的, 只要按形状的要求把制件定位好就可以了。 上模是关系高频波是通过上模传递到制件重 要粘接的位置上影响超声粘接效果除了调节超声机的工用状况外,还有材料,环境与制件结构,由材料 的自身性能决定是否可以超声, 而环境中的湿度也会对超声起作用, 如尼龙件具有较大的吸 湿性, 使用制件中吸水量较小, 而水的存在可以分散高频振荡,使得正超声质量下降, 但最 主要的还是结构,比较常用的三种方法,共同点是有一个四分之一的宽,八分之一的长的超声线,这样的 原理是在高频接触时, 让细长的线先熔解再在压力的作用下分布在被粘接面

41、上, 一方面减少 了因大面积接触而产生的滑动偏移,另一方面使得熔解液可以控制,可实际 *作中没有这样 的规范,所谓的超声线就是高 0.3mm 的半圆线。而在实际工作中超声面临最大的问题是粘紧力不足, 在落地测试或其它的合理性破坏 测试时开裂。 此时最有效的方式也就是加几个超声柱。 所谓的超声柱就是对应的两个丝柱能 够紧配在一起,而在超声时两个丝柱会粘在一起,而加大超声的强度。聚合物结构非结晶聚合物分子排列无序、 有明显的使材料逐步变软、 熔化 及至流动的温度 (Tg 玻璃化 温度 。 这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力 /振幅范围内实现良好的焊 接。半结晶型聚合物分子排列有序,

42、有明显的熔点(Tm 熔化温度和再度凝固点。固态的结晶 型聚合物是富有弹性的, 能吸收部分高频机械振动。 所以此类聚合物是不易于将超声波振动 能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度 才能把半结晶型的结 构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态, 这也决定了这类材料熔点的明显性, 熔化的材 料一旦离开热源, 温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。 所以必须考虑这类材料的特殊性 (例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备才能取 得超声波焊接的成功。熔化温度聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多 .硬度(弹力系数材料的硬度对其是否能有效传输超音速振

43、动是很有影响的。 总的说来, 愈硬的材料其传导力 愈强。问题一:我以前有做过一个这样的东东, 在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金 属件,要求用 15KG 的力都拉不出该金属件,结果出来的东东都凶多吉少,问题:1,用超声波打入时,破坏了已有高质量塑胶表面,不但是精度达不到了,个别还出现凹凸 什么的2,打好的东东放几天之后出现裂纹,使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好控制,大了-开裂,小了 -能承受的拉力不够3,垂直度不好控制,装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的最后不得不改用其它方式作罢答:出现以上情况,主要是因为你的金属件结构不合理。这种场合的金属件(铜套外表一 般都要采用花纹

44、(滚花或者条文,花样很多,有专业的厂家制造!而且中间腰部还要切一 圈,类似于 “ 退刀槽 ” 一样的结构,然后在塑胶件孔内预留单边 0.10.2(根据花纹的粗细 过盈量,再采用超声波压入,用夹具保证垂直即可!问题二:如果該產品是防水產品,你的分段超聲線是否導致漏水呢?答:对防水产品来讲, 应该是不可取的! !以下是经验之谈上次我们公司要模具厂家做一个电池盒, 电池的上下盖就是用超声波焊接在一起的。 那 是我第一次接触到超声波焊接的概念,厂方的技术员希望结合处的截面是前面的三种样式, 当然具体哪一种就根据你设计的产品的实际情况来定了。 第四种情况是不能接受的。 可能和 rubbin 的内容重复了

45、, 不过这是我遇到的实际情况, 大家看看看看吧。 关于超声的截面形状, 就不说了, 我这里增加一个对与三角形截面超声的底下平台的尺寸, 一般我在手机电池中所 做的超声线采用 3角形,尺寸高度 0.3-0.4,角度采用 60度,在电池中,由于壁厚有限,一 般只有 0.7-1.0, 我们尽量会采用 RUBBIN 所说的 STEP JOINT方式, 但是平台的尺寸我们 一般会做到 0.6以上,否则容易出现超声线往里面跑,超声不牢,另外一种就是壁厚足够, 采用我图上所示的那种形状,里面做个筋挡住它,这样的超声效果一般都很好在设计超声模具时,象我所贴图中的电池上壳是做在下模,下壳 (绿色的 做在上模,因

46、为下 壳比较浅,这样超声时能量损失会比较小另外还需注意一下超声线的长度, 太长了塑胶超声时没地方跑, 不容易压下去, 需要用较大 的振幅才可以,我常做的超声线长度一般为 3-4MM实我在实际的设计中一般也是采用 “ cmk123cn ” 兄所讲的那种形式,一般的情况为了更好的 保机壳上下盖在超音波熔接之后的强度, 可以将上下盖的高度做得不一至, 即打破传统的设计观念,不将 Case 从中间分开,而是整个高度尺寸上下盖可以做得高一点,上盖的高度尺 寸可以做得小一点,这样在超音波熔接之后一般的情况下强度会较中分的要好得多。同时还要注意一点的是, 一般的情况我是将音波线做在上盖上, 而凹槽部分做在下盖上, 这 样做当然也是为提高其强度(个人看法 。对于音波线的高度我一般的情况下会取