塑料的超声波焊接[精编文档].doc

塑料的超声波焊接[精编文档] 在众多的产品中,塑料的焊接用的可是不少,而且焊接方式也是多式多样。  首先一起来大约了解下,目前常用的各种零件焊接方式(实际上有些我也不曾亲自用过)      2,振动焊接    3,旋转焊接    4,热板焊接      6,接触电阻焊接  7,热气焊接    8,挤出焊接  但超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最多,最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的焊接工艺,有兴趣的朋友可以自已找资料学****研究和是私下找我商讨也行。首先,我们一定要真正弄清焊接的原理,只有这样,才能设计出好的焊接结构,才能在这种结构上成为真正的工程师,不然你的所谓经验和资料,都将成为你的绊脚石。一,焊接的原理:几乎所有的焊接,都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动,使它们相互扩散,相互缠结。达到相互连接的目的。如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦,将机械能转化为热能,热能将两焊接面的分子溶解,恢复其活性,然后在外作用力的辅助下,分子相互缠结来达到焊接目的,而我们通常用的502胶水,或是其它粘接剂,胶水本是一种高腐蚀的液体,它将焊接面的分子膨涨,恢复其活性,然后在外作用力的辅助下,分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊接就是一个让分子相互缠结的过程。二,超声焊接剖析::超声波焊接设备,相信各位都有见过,还是再来哆嗦一下。如图:由上图我们不难明白,超声焊的焊接原理:1,输入低频电--->à---à,转换成高频电输出>。原理就和电铃一样,都是电磁场的高频切换来实现,这个就是我们所谓的超声了。--->à---à>---à,将焊头引至高频振动>---à,产生热能。使塑胶熔化。>,然后冷却,达到粘结目的。接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数:通过电源箱变频后,其输出频率通常在20~50kHZ之间,(20kHZ最常用)其振幅通常在15~,如大型的PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后,超声会立即停止,~。另外一个要了解的是焊头的材料选择:总体上来讲,如果是用来超声塑胶,我们一般一般选用质量较轻,强度较好,高耐摩擦,超声传导较优秀的金属材料来制作。如我们通常用的有,钛,铝,或是其它合金。如果是用来作金属+塑胶嵌件超声,(可参考我的嵌件设计教程:/thread-9248-1-)通常我们选用热处理钢就好。三,超声波焊接头设计对于像ABS,PC,HIPS等易于超声熔接焊的塑胶,其接头形式通常设计成以下几种  (设计方案一)  像这种接头的设计是不适合用来做超声熔接焊接的,它需要很长的焊接时间,很大的焊接能量,而且焊完后周边还有熔胶会溢出,影响产品外观。   ()2007-9-1308:32(设计方案二)如左图改进后的超声线设计,通常我们做成一条三角形的小骨,这样会减小焊接能量和时间,(在学术界用专业的语言来讲,这种小三角骨称为能量导向器)但是仍然会有小部分溢料,影响外观。   ()2007-9-1308:32(设计方案三)通常为了防止溢胶影响外观,我们要做成如左图形式,将超声线做在止口内,防止塑胶熔体溢出。   ()2007-9-1308:32(设计方案四)当产品壁厚不够,不能做止口结构时,为了防止塑胶熔体溢出影响外观,通常我们将产品结构做成如左图,   ()2007-9-1308:32(设计方案五)有经验的工程师应该都知道,没有美工线的产品在装配变形后极易引起上下盖错位,从而导致刮手。超声也是一样,也有错位的机率,为了防止有刮手现像,最好还是做一点美工线在上面。介绍完了超声熔接焊的超声接头形式,大家一定在想,那么超声线的具体参数要怎么设计才合理呢?实际上超声线的参数与其被超声零件和材质与其体积大小有一定的关系。通常我是这样来设计的,见下表(仅供参考)   ()2007-9-1308:   ()2007-9-1308:54止口的设计参数通常如下图:   ()2007-9-1308:34