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                關于超聲波焊接線設計的說明

                2022-03-09 09:51
                超聲波焊接大致上由超聲波機、超聲波參數、超聲波定位夾具和產品四個基本元素構成。其中,對超聲波焊接產品質量影響最大的是產品超聲波焊接線的設計。

                超聲波能量需在焊接面處匯聚集中,以達到不傷及表面且能快速焊接的效果,所以焊接處必須是一縮小的接觸面。接觸面處受熱熔融,因此要在設計時預留足夠的空間,讓熔融的材料流滯以防止熔融料外溢,破壞產品的外觀。焊接過程中,焊頭與焊接件接觸并給予一定壓力來傳遞能量,因此二者之間的接觸面(壓著面)需要有適當的平面以免傷及外觀面。

                超聲波焊接過程中在超聲波振動能的作用下,超聲波焊接線首先開始熔化,熔體在壓力作用下向被焊產品上下表面鋪展,這樣在被焊產品之間形成一層薄薄的熔融塑料,當停止超聲后,溫度降下來熔融塑料凝固從而使被焊產品連接在一起。


                超聲波焊接線設計的幾種變化


                超聲波的焊接設計有兩種基本的類型,焊接線焊接和剪切焊接。所有其它焊接的變化都是這兩個基本類型的分類或混合。

                超聲波焊接面結構主要有焊接線焊接和剪切兩種。其中,焊接線是最常用的一種結構,相對比較穩定。焊接線是指在兩個焊接面之一上形成一條三角形的凸出材料,用于聚集能量,使其可以盡快達到熔解溫度,從而得到更好的焊接效果。導熔線的基本設計如圖2所示。
                超聲波焊接線結構設計
                超聲波焊接線結構設計
                剪切型熔接時,首先熔化開始接觸的小面積材料,然后沿著壁面繼續垂直向下而有控制地導引到工件里,這種方式相對難以控制,應用較少圖2中:θ角為導能角,一般取60°~90°;h是指三角形凸起的高度,一般根據工件的大小取值,對于較小的工件h取0.3~0.4mm,對于較大的工件h取0.5~0.6mm。常見的超聲波焊接線設計主要有一般型、階梯型、溝槽型以及十字型等,如圖3所示。
                超聲波焊接線類型
                超聲波焊接線類型

                一般型超聲波焊接線焊接件表面可能會出現溢膠,一般應用于對外觀沒要求的情況下;階梯型超聲波焊接線主要用于外觀需要精準對位且單邊不溢膠的設計;溝槽型焊接線用于雙邊不溢膠缺能提供對位的功能設計,焊接后防水性能也優于前兩種;十字交叉型導熔線是導熔線相互垂直交叉,可以縮短熔接時間,增加熔接強度,但容易產生段差及溢膠。

                合理的超聲波焊接線設計,以及超聲波焊接線高度設計均會提高超聲波焊接產品的良率。
                 

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