在塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的許多連接方法中，塑料零件的焊接也是必不可少的一種，其焊接方法也涉及很多。當(dāng)前，用于各種類(lèi)型部件的最常用的焊接方法是：超聲波焊接，振動(dòng)焊接，旋轉(zhuǎn)焊接，熱板焊接，感應(yīng)焊接，接觸電阻焊接，熱氣焊接，擠壓焊接等，但是超聲波焊接是在我們對(duì)塑料產(chǎn)品的實(shí)際工作中使用最廣泛的本文，本文將與您分享超聲波焊接工藝的相關(guān)內(nèi)容。

首先，我們必須真正了解焊接原理。只有這樣，我們才能設(shè)計(jì)出良好的焊接結(jié)構(gòu)并成為該結(jié)構(gòu)的真正工程師，否則您所謂的經(jīng)驗(yàn)和信息將成為您的絆腳石。

焊接原理：幾乎所有焊接都是通過(guò)移動(dòng)兩個(gè)焊接零件的焊接端面分子，使它們相互擴(kuò)散和纏結(jié)。以達(dá)到互連的目的。例如，我們的超聲波焊接利用焊頭的高頻振動(dòng)使兩個(gè)焊接部件在高頻下發(fā)生摩擦，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。熱能溶解兩個(gè)焊接表面上的分子以恢復(fù)其活性。然后，借助外力使分子相互纏結(jié)，達(dá)到焊接的目的。實(shí)際上，不難理解焊接是導(dǎo)致分子相互纏結(jié)的過(guò)程。

從可以看出超聲波焊接的原理：

①超聲波設(shè)備的工作原理：

輸入低頻電→通過(guò)電源箱變頻將其轉(zhuǎn)換為高頻電輸出→通過(guò)側(cè)變裝置將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)→通過(guò)變幅器積分振幅→輸出能量，將焊頭引至高頻率振動(dòng)→焊接頭塑料零件的高頻摩擦產(chǎn)生熱能以熔化塑料→氣壓裝置同時(shí)向下壓并使兩個(gè)零件移動(dòng)在一起，然后冷卻以達(dá)到粘合的目的。

②超聲波設(shè)備各組成部分的基本參數(shù)：

通過(guò)電源盒進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換后，其輸出頻率通常在2050kHZ之間（最常用的是20kHZ），其幅度通常為1560um。有時(shí)，頻率調(diào)整為15kHZ。此聲頻適用于超聲波較大的零件或柔軟的材料，例如大的PP材料外殼。一旦塑料通過(guò)超聲部分熔化，超聲將立即停止，通常該超聲過(guò)程將在0.51.5S內(nèi)完成。

超聲波焊頭設(shè)計(jì)

對(duì)于易于通過(guò)超聲波焊接的塑料（如ABS，PC，HIPS等），通常按以下方式設(shè)計(jì)接頭形式

選項(xiàng)一

該接頭的設(shè)計(jì)不適用于超聲波焊接。焊接時(shí)間長(zhǎng)，焊接能量大，焊接后溢流周?chē)腥刍哪z水，影響產(chǎn)品的外觀。

選項(xiàng)二

改進(jìn)的超聲波線設(shè)計(jì)，通常我們制作一個(gè)小的三角形骨骼，這將減少焊接能量和時(shí)間，仍然會(huì)出現(xiàn)少量的飛邊，影響外觀。

選項(xiàng)三

通常，為了防止膠水的溢出影響外觀，我們必須如左圖所示將其制成，然后將超聲波導(dǎo)線放在擋塊內(nèi)以防止塑料熔體溢出。

選項(xiàng)四

當(dāng)產(chǎn)品的壁厚不足以形成止動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，為了防止塑料熔體溢出并影響外觀，我們通 常按照左圖所示制作產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并制作一個(gè)閃光收集器以防止不良現(xiàn)象

選項(xiàng)五

經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師應(yīng)該知道，沒(méi)有藝術(shù)線條的產(chǎn)品很可能在組裝變形后導(dǎo)致上蓋和下蓋未對(duì)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致劃痕。超聲波是相同的，并且可能會(huì)出現(xiàn)未對(duì)準(zhǔn)的情況。為了防止刮擦，最好在上面做些美術(shù)線條。

超聲波線的具體參數(shù)設(shè)計(jì)

實(shí)際上，超聲線的參數(shù)與超聲零件和材料及其體積有一定的關(guān)系。通常可以這樣設(shè)計(jì)它，僅供參考。

常用超聲波線材設(shè)計(jì)尺寸

非晶態(tài)聚合物半結(jié)晶聚合物尺寸小零件大零件小零件大零件h0.30.40.50.60.50.70.71.0θ6090 °

90 °擋塊的設(shè)計(jì)參數(shù)通常如下：

有時(shí)為了增加超聲焊接強(qiáng)度，我們還可以在超聲表面上做一些紋理以提高超聲強(qiáng)度，如圖所示：

有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該知道，超聲波焊接后，產(chǎn)品的縫隙有時(shí)會(huì)不均勻，有些較大，有些較小。為什么會(huì)這樣呢？我們?nèi)绾卧谠O(shè)計(jì)中防止它？

首先，我們假設(shè)超聲波處理設(shè)備沒(méi)有問(wèn)題，那么我們必須在設(shè)計(jì)中解決這種現(xiàn)象。讓我們一起分析~~

錯(cuò)誤原因一：超聲線的設(shè)計(jì)不良。

錯(cuò)誤原因二：超聲零件的材質(zhì)不同。在超聲焊接中，兩個(gè)超聲部件盡可能使用相同的材料。

與PA一樣，它只能與PA超聲連接。POM只能對(duì)POM進(jìn)行超聲檢查。使用不同的材料彼此進(jìn)行超聲波處理，更為嚴(yán)重的現(xiàn)象是根本無(wú)法焊接。相對(duì)而言，半結(jié)晶塑料更容易發(fā)生超聲波或不良超聲波。

如果由于產(chǎn)品需求，必須使用兩種不同的材料進(jìn)行超聲波焊接，建議使超聲波結(jié)構(gòu)成為機(jī)械聯(lián)鎖

錯(cuò)誤原因三：超聲波零件太潮濕或零件與玻璃纖維或其他阻燃劑及其他化學(xué)成分混合，也可能導(dǎo)致超困難或不良現(xiàn)象

根據(jù)文章的篇幅，這里將整理并分享塑料產(chǎn)品的超聲波焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。我希望它對(duì)從事設(shè)計(jì)或?qū)⒁M(jìn)入該行業(yè)的人有幫助。

一些超聲波產(chǎn)品產(chǎn)品樣式：

文章到這里，不知道大家都了解的怎么樣了呢？之后也會(huì)分享更多有趣的知識(shí)和內(nèi)容，也會(huì)分享一些UG建模的小技巧和小教程，感興趣的小伙伴們記得點(diǎn)個(gè)關(guān)注不要錯(cuò)過(guò)了之后的精彩內(nèi)容??！

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