产品超声波线设计方法及注意事项

1、超声波焊接（孤独剑） 首先，我给大家介绍一下什么是超声波焊.超声波悍是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用來装配处理热敝性朔料配件，及一些介成构件的方法。日前被运用的朔胶 制品与zi'可的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料z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种先进的装配技术！超声波焊接不但冇连接装配功能而口具冇防潮、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凰3, 成本低，效率高4, 容易实现自动化生产！h前工厂常用的超声波悍接机新型超音波熔搖機二、超声波焊接机的工作原理！超声波焊接装置是通过一个电品体功能设备将当前50/60

2、hz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川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序擦产生热能使数胶熔化，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z间的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料z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

3、性塑料产品熔接的过程。当超音停|-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，只要产品的接合而设计得匹配，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。尿入：将一个金属元件嵌入犁料产品的预留孔内。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械件！弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个教料的突起部位或教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製教料组件的局部炸接。点焊也能产生一个强有力的粘介构造，尤其适介一些大盘配 件、有突起的

4、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。川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”。聚合物基木可分为两大类：热塑性和热尚性。热槊性材料加热成型后还町以重新再次软 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

5、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舉测料的可焊接力，不能不说到超音波斥合对各种树脂的要求。其最主要的因索包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硕 度）、化学结构。聚合物结构非结品聚合物分子排列无序、冇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）。这类树脂通常能冇效传输超 音速振动并在和当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。半结晶熨聚介物分了排列有序，有明显的熔点（tm熔化温度）利再度凝周点。周态的结晶熨聚合物是富冇弹性的，能吸收部 分窩频机械振动。所以此类聚介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

6、要很窩的能量（高熔化热度） 才能把半结品型的结构打断从而使材料从结品状态变为粘流状态，这也决定了这类材料熔点的明显性，熔化的材料一口离开热 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。熔化温度聚介物的熔点越窩，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冇效传输超音速振动是很冇影响的。总的说來，愈硬的材料其传导力愈强。（andylee）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帯内螺丝的金属件，要求用15kg的力都拉

7、不出 该金属件，结果出來的东东都凶多吉少，问题：1, 用超声波打入时，破坏了已有薛质量塑胶表面，不但是粘度达不到了，个别还出现凹凸什么的2, 打好的东东放儿天z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（cabaney）说，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）外农一般都要采用 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“退刀椚”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

8、盈量，再采用超声波压入，用夹具保证垂直即可！（wudaoyu）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？（孤独剑） 对防水产品來讲，应该是不可取的！ !(rubb in)资料-:welding techniquesultrasonic weldingamorphous polymerseml-crystalline polymerdim.small partlarge partsmall partlarge parth0.3 - 0.40.5 0.60.5- 0.70.1 -1.0e60° to 90°90°typicaldirector dit

9、iiehsion(nulliiheter/welding techniquesultrasonic weldinghutt jointhutt jointwith energydirectori lashtrapaddedstepjoint poor but joint design excessive weld time excessive weld energy exuding melt results in a visual defect improved butt joint design reduced weld time reduced weld energy exuding fl

10、ash (visible) flash trap added reduction in weld area exuding melt does not result in a visual defect step joint design improved shear resistance exudlng melt does not result in a visual defect assists in locating partsplastic part before weldinglower partinsufficient spreading of energy directorlow

11、er partexcessive flow of meltlower partoptimum weldlower partwelding techniquesultrasonic weldingbutt joint energy director: corner consideration、 optional design: lllllsurrounding energy directorl iswelding techniquesultrasonic weldingtexturedsurfaceenergy directorsurface textures opposite the ener

12、gy director can improve weld quality for joint such as the butt joint(i ihn918)资料二:joint designs焊面設計那能三角形焊面butt joint with energy director斉兩塊朋腭接面的一挣沿着煤曲加一條小小的三角形凸挣。1 凸挣捋超昔波擴動緊集恋三*的尖端*由比減小焊件的播畅面稳 彷彤成蒐屮的粗音浪能溶幣的塑肚均勻维流滿讶面苻生堅強 的播着力而且大大繼滅知了焊接時間ffss厚應小於乙5mm (0.098*)才临傅到较好效臬*台階式焊面step joint with energy dire

13、ctor台階加三角形凸襟便if接力更爲強固，凸緣材卩摺化之愎用入険 册的空隙能產生較大的切力及拉力強度追檀設計也可避免外我 上有形的輝族。峰與谷式焊面tongue and groove joint with energy director-種加強的三角形凸»i?tt、峰谷両邊應有間阴以容許塑疆件if 易拼合，i?時i#思融的材斜右施酚的空間aktllwf剪切式焊面shear joint不諭矩形或ih形那件蛊*理面稲有高度密刘效異«由於大材料 需要卡動零純費离振幅及高能在何面間腌預越凹孔，以容納適 的思魁塑胖不数石出外面廈生毛頭:兩游件沿片垂心相欄 的結果泊底消除战口或lit

14、障轻別滴馬於林晶組徹丽乩有讚溶倚 性的材料弾播深度莆於8!耳的i25借時，強度u為”2、不同塑膠之焊接可匹配性能表弄炼碣曼席禾乙访a8c 絹西全樹脂acetal 息克力acrylics omcell ulosicsabs和pc合成税ycoloy 800cycovin展克力icpvc合金kydex 緊亞玉輪化物noryl 尼龍nylon 贤破酸龟pc 聚乙upc 聚丙ttpp 番茉乙ups 緊 mipolysulfone 葉氯乙rtpvc 茉乙it丙til踽san kttttsipolyester 费丙储時奥xt-pol ymer娶£祕乐 玉乙慌丙谯暗 哭氯乙» 聚天乙廉 鹫

15、氏* 緊乙ar»«»% 尼能娶亞苯果化场 eb克力和p vc合金cycovin a b s和合成»»)«谁秦8h兗力2?西全樹.% 丙itatlwjs:* 乙»表示熔接狀況最佳表示可以熔接強度尙可以下是经验之谈材料焊接鉀接垛揷近距遠距urmodifiec polypropylene賢丙fit良同可良filed polypropyleneahigh density polyethylene高密度 聚乙it良阿可艮特停low density poyethylpne低密度良断良general purpose- <i poys

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17、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，厂方的技术员希型结仑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來定了。 第四种借况是不能接受的。可能和rubbin的内容重复了，不过这是我遇到的实际悄况，大家看看看看吧。(cmk123cn)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，-般我在手机电池中所做的超声线釆用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

18、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，里而做个筋挡住它，这样的超声效果一般都很好图2在设计超声模具时，象我所贴图屮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，这样超声时能疑损失会 比较小另外还需注意一下超声线的长度，a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（rubb in）其实我在实际的设计中一般也是采用“cmk123cn”兄所讲的那种形式，-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悄况下强度会较中分的要好得多。 同时还耍注意一点的是，一般的情况我是将音波线做在上盖