超聲波焊接機焊接常識解讀

    1、強度無法達到欲求標準。當然我們必須了解超音波熔接作業的強度絕不可能達到一體成型的 強度，只能說接近于一體成型的強度，而其熔接強度的要求標準必須仰賴于多項的配合，這些配合是什么呢？※塑料材質：ABS與ABS相互相熔接的結果肯定比 ABS與PC相互熔 接的強度來的強，因為兩種不同的材質其熔點也不會相同，當然熔接的強度也不可能相同，雖然我們探討ABS與PC這兩種材質可否相互熔接？我們的答案是絕對可以熔接，但是否熔接后的強度就是我們所要的？那就不一定了！而從另一方面思考假使ABS與耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬間發出150度的熱能，雖然ABS材質己經熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是軟化而已。我們繼續加溫到270度以上，此時耐隆、PVC、PP、PE已 經可達于超音波熔接溫度，但ABS材質已解析為另外分子結構了！

    由以上論述即可歸納出三點結論：

    1.相同熔點的塑料材質熔接強度愈強。

    2.塑料材質熔點差距愈大，熔接強度愈小。

    3.塑料材質的密度愈高（硬質）會比密度愈低（韌性高）的熔接強度高。

    2、制品表面產生傷痕或裂痕。在超音波熔接作業中，產品表面產生傷痕、結合處斷裂或有裂痕是常見的。

    因為在超音波作業中會產生兩種情形：

    1、高熱能直接接觸塑料產品表面

    2、振動傳導 .

    所以超音波發振作用于塑料產品時，產品表面就容易發生燙傷，而1m/m以內肉厚較薄之塑料柱或孔，也極易產生破裂現象，這是超音波作業先決現象是無可避免的。而在另一方面，有因超音波輸出能量的不足（分機臺與HORN上模），在振動摩擦能量轉換為熱能時需要用長時間來熔接，以累積熱能來彌補輸出功率的不 足。此種熔接方式，不是在瞬間達到的振動摩擦熱能，而需靠熔接時間來累積熱能，期使塑料產品之熔點到達成為熔接效果，如此將造成熱能停留在產品表面過久， 而所累積的溫度與壓力也將造成產品的燙傷、震斷或破裂。是以此時必須考慮功率輸出（段數）、熔接時間、動態壓力等配合因素，來克服此種作業缺失。

    解決方法：

    1.降低壓力。

    2.減少延遲時間（提早發振）。

    3.減少熔接時間。

    4.引用介質覆蓋（如PE袋）。

    5.模治具表面處理（硬化或鍍鉻）。

    6.機臺段數降低或減少上模擴大比。

    7.易震裂或斷之產品，治具宜制成緩沖，如軟性樹脂或覆蓋軟木塞等（此項指不影響熔接強度）。

    8.易斷裂產品于直角處加R角。

    3、制品產生扭曲變形。發生這種變形我們規納其原因有三：

    1）。本體與欲熔接物或蓋因角度或弧度無法相互吻合。

    2）。產品肉厚薄（2m/m以內）且長度超出60m/m以上。

    3）。產品因射出成型壓力等條件導致變形扭曲。

    所以當我們的產品經超音波作業而發生變形時，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結果，塑料產品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結 果。如果沒有針對主因去探討，那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導熔接作業中（非直熔），6kg以下的壓力是無法改變塑料的 軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力，去改變熔接前的變形（熔接機最高壓力為6kg），包含用模治具的強迫擠壓。或許我們也會陷入一個盲點，那就是從表 面探討變形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是經完成超音波熔接后，就很明顯的發現變形。其原因乃產品在熔接前，會因導熔線的存在，而較難發現產品本身各種 角度、弧度與余料的累積誤差，而在完成超音波熔接后，卻顯現成肉眼可看到的變形。

    解決方法：

    1.降低壓力（壓力最好在 2kg 以下）。

    2.減少超音波熔接時間（降低強度標準）。

    3.增加硬化時間（至少 0.8 秒以上）。

    4.分析超音波上下模是否可局部調整（非必要時）。

    5.分析產品變形主因，予以改善。

    4、制品內部零件破壞 ,超音波熔接后發生產品破壞原因如下：

    1）。超音波熔接機功率輸出太強。

    2）。超音波能量擴大器能量輸出太強。

    3）。底模治具受力點懸空，受超音波傳導振動而破壞。

    4）。塑料制品高、細成底部直角，而未設緩沖疏導能量的R角。

    5）。不正確的超音波加工條件。

    6）。塑料產品之柱或較脆弱部位，開置于塑料模分模在線。

    所以當我們的產品經超音波作業而發生變形時，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結果，塑料產品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結 果。如果沒有針對主因去探討，那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導熔接作業中（非直熔），6kg以下的壓力是無法改變塑料的 軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力，去改變熔接前的變形（熔接機最高壓力為6kg），包含用模治具的強迫擠壓。或許我們也會陷入一個盲點，那就是從表 面探討變形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是經完成超音波熔接后，就很明顯的發現變形。其原因乃產品在熔接前，會因導熔線的存在，而較難發現產品本身各種 角度、弧度與余料的累積誤差，而在完成超音波熔接后，卻顯現成肉眼可看到的變形。

    解決方法：

    1.提早超音波發振時間（避免接觸發振）。

    2.降低壓力、減少超音波熔接時間（降低強度標準）。

    3.減少機臺功率段數或小功率機臺。

    4.降低超音波模具擴大比。

    5.底模受力處墊緩沖橡膠。

    6.底模與制品避免懸空或間隙。

    7.HORN（上模）掏孔后重測頻率。

    8.上模掏孔后貼上富彈性材料。

    5、產品產生溢料或毛邊 ,超音波熔接后產品發生溢料或毛邊原因如下：

    1）。超音波功率太強。

    2）。 超音波熔接時間太長。

    3）。 空氣壓力（動態）太大。

    4）。上模下壓力（靜態）太大。

    5）。上模（HORN）能量擴大比率太大。

    6）。塑料制品導熔線太外側或太高或粗。

    上述六項為造成超音波熔接作業后產品發生溢料毛邊的原因，然而其中最關鍵性的是在第六項超音波的導熔線開設，一般在超音波熔接作業中，空氣壓力大約在 2~4kg范圍，根據經驗值最佳的超音波導熔線，是在底部0.4~0.6m/m×高度0.3~0.4m/m 如：此型Δ，尖角約呈60°，超出這個數值將導至超音波熔接時 間、壓力、機臺或上模功率的升高，如此就形成上述1~6項造成溢料與毛邊的原因。

    解決方法：

    1.降低壓力、減少超音波熔接時間（降低強度標準）。

    2.減少機臺功率段數或小功率機臺。

    3.降低超音波模具擴大比。

    4.使用超音波機臺微調定位固定。5.修改超音波導熔線。

    6.產品熔接后尺寸無法控制于公差內 .在超音波熔接作業中，產品無法控制于公差范圍有其下述原因：

    1）。機臺穩定性（能量轉換未增設安全系數）。

    2）。塑料產品變形量超出超音波自然熔合范圍。

    3）。治具定位或承受力不穩定。

    4）。超音波上模能量擴大輸出不配合。

    5）。 熔接加工條件未增設安全系數。

    解決方法：

    1.增加熔接安全系數（依序由熔接時間、壓力、功率）。

    2.啟用微調固定螺絲（應可控制到 0.02m/m）。

    3.檢查超音波上模輸出能量是否足夠（不足時增加段數）。

    4.檢查治具定位與產品承受力是否穩合。5.修改超音波導熔線。

    7.超聲波塑料焊接水、氣密導熔線（焊線）設計