超聲波焊接機(jī)焊接常識(shí)解讀

    1、強(qiáng)度無法達(dá)到欲求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然我們必須了解超音波熔接作業(yè)的強(qiáng)度絕不可能達(dá)到一體成型的 強(qiáng)度，只能說接近于一體成型的強(qiáng)度，而其熔接強(qiáng)度的要求標(biāo)準(zhǔn)必須仰賴于多項(xiàng)的配合，這些配合是什么呢？※塑料材質(zhì)：ABS與ABS相互相熔接的結(jié)果肯定比 ABS與PC相互熔 接的強(qiáng)度來的強(qiáng)，因?yàn)閮煞N不同的材質(zhì)其熔點(diǎn)也不會(huì)相同，當(dāng)然熔接的強(qiáng)度也不可能相同，雖然我們探討ABS與PC這兩種材質(zhì)可否相互熔接？我們的答案是絕對(duì)可以熔接，但是否熔接后的強(qiáng)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(fā)出150度的熱能，雖然ABS材質(zhì)己經(jīng)熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是軟化而已。我們繼續(xù)加溫到270度以上，此時(shí)耐隆、PVC、PP、PE已 經(jīng)可達(dá)于超音波熔接溫度，但ABS材質(zhì)已解析為另外分子結(jié)構(gòu)了！

    由以上論述即可歸納出三點(diǎn)結(jié)論：

    1.相同熔點(diǎn)的塑料材質(zhì)熔接強(qiáng)度愈強(qiáng)。

    2.塑料材質(zhì)熔點(diǎn)差距愈大，熔接強(qiáng)度愈小。

    3.塑料材質(zhì)的密度愈高（硬質(zhì)）會(huì)比密度愈低（韌性高）的熔接強(qiáng)度高。

    2、制品表面產(chǎn)生傷痕或裂痕。在超音波熔接作業(yè)中，產(chǎn)品表面產(chǎn)生傷痕、結(jié)合處斷裂或有裂痕是常見的。

    因?yàn)樵诔舨ㄗ鳂I(yè)中會(huì)產(chǎn)生兩種情形：

    1、高熱能直接接觸塑料產(chǎn)品表面

    2、振動(dòng)傳導(dǎo) .

    所以超音波發(fā)振作用于塑料產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品表面就容易發(fā)生燙傷，而1m/m以內(nèi)肉厚較薄之塑料柱或孔，也極易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，這是超音波作業(yè)先決現(xiàn)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(jī)臺(tái)與HORN上模），在振動(dòng)摩擦能量轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)需要用長(zhǎng)時(shí)間來熔接，以累積熱能來彌補(bǔ)輸出功率的不 足。此種熔接方式，不是在瞬間達(dá)到的振動(dòng)摩擦熱能，而需靠熔接時(shí)間來累積熱能，期使塑料產(chǎn)品之熔點(diǎn)到達(dá)成為熔接效果，如此將造成熱能停留在產(chǎn)品表面過久， 而所累積的溫度與壓力也將造成產(chǎn)品的燙傷、震斷或破裂。是以此時(shí)必須考慮功率輸出（段數(shù)）、熔接時(shí)間、動(dòng)態(tài)壓力等配合因素，來克服此種作業(yè)缺失。

    解決方法：

    1.降低壓力。

    2.減少延遲時(shí)間（提早發(fā)振）。

    3.減少熔接時(shí)間。

    4.引用介質(zhì)覆蓋（如PE袋）。

    5.模治具表面處理（硬化或鍍鉻）。

    6.機(jī)臺(tái)段數(shù)降低或減少上模擴(kuò)大比。

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

    8.易斷裂產(chǎn)品于直角處加R角。

    3、制品產(chǎn)生扭曲變形。發(fā)生這種變形我們規(guī)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(chǎn)品肉厚薄（2m/m以內(nèi)）且長(zhǎng)度超出60m/m以上。

    3）。產(chǎn)品因射出成型壓力等條件導(dǎo)致變形扭曲。

    所以當(dāng)我們的產(chǎn)品經(jīng)超音波作業(yè)而發(fā)生變形時(shí)，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結(jié)果，塑料產(chǎn)品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結(jié) 果。如果沒有針對(duì)主因去探討，那將耗費(fèi)很多時(shí)間在處理不對(duì)癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導(dǎo)熔接作業(yè)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(qiáng)大的壓力，去改變?nèi)劢忧暗淖冃危ㄈ劢訖C(jī)最高壓力為6kg），包含用模治具的強(qiáng)迫擠壓。或許我們也會(huì)陷入一個(gè)盲點(diǎn)，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(jīng)完成超音波熔接后，就很明顯的發(fā)現(xiàn)變形。其原因乃產(chǎn)品在熔接前，會(huì)因?qū)劬€的存在，而較難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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(xiàn)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(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。

    3.增加硬化時(shí)間（至少 0.8 秒以上）。

    4.分析超音波上下模是否可局部調(diào)整（非必要時(shí)）。

    5.分析產(chǎn)品變形主因，予以改善。

    4、制品內(nèi)部零件破壞 ,超音波熔接后發(fā)生產(chǎn)品破壞原因如下：

    1）。超音波熔接機(jī)功率輸出太強(qiáng)。

    2）。超音波能量擴(kuò)大器能量輸出太強(qiáng)。

    3）。底模治具受力點(diǎn)懸空，受超音波傳導(dǎo)振動(dòng)而破壞。

    4）。塑料制品高、細(xì)成底部直角，而未設(shè)緩沖疏導(dǎo)能量的R角。

    5）。不正確的超音波加工條件。

    6）。塑料產(chǎn)品之柱或較脆弱部位，開置于塑料模分模在線。

    所以當(dāng)我們的產(chǎn)品經(jīng)超音波作業(yè)而發(fā)生變形時(shí)，從表面看來好像是超音波熔接的原因，然而這只是一種結(jié)果，塑料產(chǎn)品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何種結(jié) 果。如果沒有針對(duì)主因去探討，那將耗費(fèi)很多時(shí)間在處理不對(duì)癥下藥的問題上，而且在超音波間接傳導(dǎo)熔接作業(yè)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(qiáng)大的壓力，去改變?nèi)劢忧暗淖冃危ㄈ劢訖C(jī)最高壓力為6kg），包含用模治具的強(qiáng)迫擠壓。或許我們也會(huì)陷入一個(gè)盲點(diǎn)，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(jīng)完成超音波熔接后，就很明顯的發(fā)現(xiàn)變形。其原因乃產(chǎn)品在熔接前，會(huì)因?qū)劬€的存在，而較難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)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(xiàn)成肉眼可看到的變形。

    解決方法：

    1.提早超音波發(fā)振時(shí)間（避免接觸發(fā)振）。

    2.降低壓力、減少超音波熔接時(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。

    3.減少機(jī)臺(tái)功率段數(shù)或小功率機(jī)臺(tái)。

    4.降低超音波模具擴(kuò)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(cè)頻率。

    8.上模掏孔后貼上富彈性材料。

    5、產(chǎn)品產(chǎn)生溢料或毛邊 ,超音波熔接后產(chǎn)品發(fā)生溢料或毛邊原因如下：

    1）。超音波功率太強(qiáng)。

    2）。 超音波熔接時(shí)間太長(zhǎng)。

    3）。 空氣壓力（動(dòng)態(tài)）太大。

    4）。上模下壓力（靜態(tài)）太大。

    5）。上模（HORN）能量擴(kuò)大比率太大。

    6）。塑料制品導(dǎo)熔線太外側(cè)或太高或粗。

    上述六項(xiàng)為造成超音波熔接作業(yè)后產(chǎn)品發(fā)生溢料毛邊的原因，然而其中最關(guān)鍵性的是在第六項(xiàng)超音波的導(dǎo)熔線開設(shè)，一般在超音波熔接作業(yè)中，空氣壓力大約在 2~4kg范圍，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值最佳的超音波導(dǎo)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(gè)數(shù)值將導(dǎo)至超音波熔接時(shí) 間、壓力、機(jī)臺(tái)或上模功率的升高，如此就形成上述1~6項(xiàng)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(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。

    2.減少機(jī)臺(tái)功率段數(shù)或小功率機(jī)臺(tái)。

    3.降低超音波模具擴(kuò)大比。

    4.使用超音波機(jī)臺(tái)微調(diào)定位固定。5.修改超音波導(dǎo)熔線。

    6.產(chǎn)品熔接后尺寸無法控制于公差內(nèi) .在超音波熔接作業(yè)中，產(chǎn)品無法控制于公差范圍有其下述原因：

    1）。機(jī)臺(tái)穩(wěn)定性（能量轉(zhuǎn)換未增設(shè)安全系數(shù)）。

    2）。塑料產(chǎn)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(wěn)定。

    4）。超音波上模能量擴(kuò)大輸出不配合。

    5）。 熔接加工條件未增設(shè)安全系數(shù)。

    解決方法：

    1.增加熔接安全系數(shù)（依序由熔接時(shí)間、壓力、功率）。

    2.啟用微調(diào)固定螺絲（應(yīng)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(shí)增加段數(shù)）。

    4.檢查治具定位與產(chǎn)品承受力是否穩(wěn)合。5.修改超音波導(dǎo)熔線。

    7.超聲波塑料焊接水、氣密導(dǎo)熔線（焊線）設(shè)計(jì)