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超声波技术
超声波焊接设计原则

一、设计时的基本考察

为达成好的焊接结果,必须考察的因素如下:

超声波焊接设计§ 接合处强上要求

§ 是否需要全密焊接

§ 是否允许溢布料

§ 考察树脂塑料的可塑性,到底何种材质既能符合产品设计需求、亦可满足适合合超声波加工的基本条件

§ 产品外观要求

§ 接合处位置与形式

§ 妥善设计的下个,必须能在焊接过程中固定壳件

§ 焊头是否照以传递超声波能量才接合处焊接件設計重點

二、焊接件设计重点

设计欲焊物必须能传递超声波能量

如果焊接面与超声波焊头接触面有一些距离,壳件必须要足够坚硬以传递超声波能量,软质塑料无法确实的传递能量,壳件壁厚度必须足够以防止焊接区域形变,薄壁容易因为焊接过程中的机械力量而断裂。

超声波焊接线设计

 


1、焊接物的边角与边缘

所有边角与边缘必须导圆角,锐利边缘会使超声波能量蓄积而造成破裂或是不必要的熔接。

 


2、潜在的产品设计问题


延伸本体以外的部份,例如边肋、托架、饰钉,易在超声波焊接

超声波焊接定制

程中因振动或过热而断裂。另外其他内置物如弹簧或是电线,也是影响焊接效果的原因。概括的说,圆滑边缘与边角、振幅小、焊接时间短可达成最佳焊接效果,如果需要,可以使用硅胶来缓冲超声波对电子零件、弹簧等的震荡。



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3、欲焊物的吻合状况

理想的状况,两壳件必须互相吻合,且在焊接过程中可固定不滑动。理想的吻合状况是两者可借助外力密合但不致于过紧,理想的间隙是0.05~0.1mm;依焊物大小而定,两件焊物间的高度差最小是1.0mm。

建议间隙a=0.025~0.05mm;b= min. 1.0mm


超声波模具工厂4、能量传递需均一

接合处的设计会影响能量传递的均一度,一般来说,能量传递路径上有弯曲、斜面或是开孔,都会使传递至焊接面的超声波强度减少。

  图中X区域易出现焊接不足或无焊接的状况


5、接合面的位置

最佳状况是接合面均在同一高度而且与焊头表面平行,若非如此,因为接合面至焊头表面的距离不一,易有焊接不均一的现象发生。

  图中L1与L2距离不等,且a面与焊头面不平行,传到两壳件接触面的能量损失

如何设计超声波焊接线






6、焊件与焊头接触面

最佳状况是与壳件与焊头接触面大又平整,焊头表面是可以有部分轮廓的。如果焊头表面小于接合面,虽仍能达成焊接,但部分能量

超声波熔接面

也许无法传递至接合面,需要增加压力才达成好的焊接效果,但是增加下压力可能会使焊件表面产生压痕。抛光表面或是不平整表面尤其容易产生焊头压痕,加入PE模可以减少压痕产生。

与焊头接触的壳件应该与焊头接触面一样大,例如图中a必须尽可能比s宽。




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