超聲波焊接常見(jiàn)缺陷及處理辦法

1、超聲波焊接常見(jiàn)缺陷及處理方法一、強(qiáng)度無(wú)法達(dá)到欲求標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)然我們必需了解超音波熔接作業(yè)的強(qiáng)度絕不行能達(dá)到一體成型的強(qiáng)度，只能說(shuō)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)必需仰賴于多項(xiàng)的協(xié)作，這些協(xié)作是什么呢？ 塑料材質(zhì)：ABS與ABS相相互熔接的結(jié)果確定比ABS與PC相互熔 接的強(qiáng)度來(lái)的強(qiáng)，由于兩種不同的材質(zhì)其熔點(diǎn)也不會(huì)相同，當(dāng)然熔接的強(qiáng)度也不行能相同，雖然我們探討ABS與PC這兩種材質(zhì)可否相互熔接？我們的答案是確定可以熔接，但是否熔接后的強(qiáng)度就是我們所要的？那就不肯定了！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？假如超音波HORN瞬間發(fā)出150度的熱能，雖然ABS材質(zhì)

2、己經(jīng)熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是軟化而已。我們連續(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： .相同熔點(diǎn)的塑料材質(zhì)熔接強(qiáng)度愈強(qiáng)。 .塑料材質(zhì)熔點(diǎn)差距愈大，熔接強(qiáng)度愈小。 .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。 二、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(jiàn)的。由于在超音波作業(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)品表面就簡(jiǎn)潔發(fā)生燙傷，而1m/m以內(nèi)肉厚較薄之塑

3、料柱或孔，也極易產(chǎn)生裂開(kāi)現(xiàn)象，這是超音波作業(yè)先決現(xiàn)象是無(wú)可避開(kāi)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(lái)熔接，以累積熱能來(lái)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(lái)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(guò)久，而所累積的溫度與壓力也將造成產(chǎn)品的燙傷、震斷或裂開(kāi)。是以此時(shí)必需考慮功率輸出(段數(shù))、熔接時(shí)間、動(dòng)態(tài)壓力等協(xié)作因素，來(lái)克服此種作業(yè)缺失。 解決方法： 1.降低壓力。 2.削減延遲時(shí)間（提早發(fā)振)）。 3.削減熔接時(shí)間。 4.引用介質(zhì)掩蓋（如袋）。 5.

4、模治具表面處理（硬化或鍍鉻）。 6.機(jī)臺(tái)段數(shù)降低或削減上模擴(kuò)大比。 7.易震裂或斷之產(chǎn)品，治具宜制成緩沖，如軟性樹(shù)脂或掩蓋軟木塞等（此項(xiàng)指不影響熔接強(qiáng)度）。 8.易斷裂產(chǎn)品于直角處加角。 三、制品產(chǎn)生扭曲變形。 發(fā)生這種變形我們規(guī)納其緣由有三： 1.本體與欲熔接物或蓋因角度或弧度無(wú)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(lái)好像是超音波熔接的緣由，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。假如沒(méi)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

5、問(wèn)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(wú)法轉(zhuǎn)變塑料的軔性與慣性。所以不要嘗試用強(qiáng)大的壓力，去轉(zhuǎn)變?nèi)劢忧暗淖冃?熔接機(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緣由，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)覺(jué)變形。其緣由乃產(chǎn)品在熔接前，會(huì)因?qū)劬€的存在，而較難發(fā)覺(jué)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.削減超音波熔接時(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

6、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。 四、制品內(nèi)部零件破壞 超音波熔接后發(fā)生產(chǎn)品破壞緣由如下： 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.解決方法： 1.提早超音波發(fā)振時(shí)間（避開(kāi)接觸發(fā)振）。 2.降低壓力、削減超音波熔接時(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。 3.削減機(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.底模與制品避開(kāi)懸空或間隙。 7.HORN（上模）掏孔后重測(cè)頻率。

7、8.上模掏孔后貼上富彈性材料。 五、產(chǎn)品產(chǎn)生溢料或毛邊 超音波熔接后產(chǎn)品發(fā)生溢料或毛邊緣由如下： 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)生溢料毛邊的緣由，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(kāi)設(shè)，一般在超音波熔接作業(yè)中，空氣壓力大約在24kg范圍，依據(jù)閱歷值最佳的超音波導(dǎo)熔線，是在底部0.40.6m/m×高度0.30.4m/m如：此型，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、

8、機(jī)臺(tái)或上模功率的上升，如此就形成上述16項(xiàng)造成溢料與毛邊的緣由。 解決方法： 1.降低壓力、削減超音波熔接時(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。 2.削減機(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。 六、產(chǎn)品熔接后尺寸無(wú)法把握于公差內(nèi) 在超音波熔接作業(yè)中，產(chǎn)品無(wú)法把握于公差范圍有其下述緣由： 1.機(jī)臺(tái)穩(wěn)定性(能量轉(zhuǎn)換未增設(shè)平安系數(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)大輸出不協(xié)作. 5.熔接加工條件未增設(shè)平安系數(shù).解決方法： 1.增加熔接平安系數(shù)（依序由熔接時(shí)間、壓力、功率）。 2

9、.啟用微調(diào)固定螺絲（應(yīng)可把握到 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。 超聲波塑料焊接水、氣密導(dǎo)熔線（焊線）設(shè)計(jì) 我們欲求產(chǎn)品達(dá)到水、氣密的功能時(shí)，定位與超聲波導(dǎo)熔線是成敗的重要關(guān)鍵，所以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的考慮，如：定位、材質(zhì)、肉厚，與超聲波導(dǎo)熔線的對(duì)應(yīng)比例有確定的關(guān)系。在一般水、氣密的要求，導(dǎo)熔線高度應(yīng)在 0.50.8m/m之范圍（視產(chǎn)品肉厚而定），如低于0.5m/m以下，要達(dá)到水氣密的功能，除非定位設(shè)定要格外標(biāo)準(zhǔn)，而且肉厚有 5 m/m以上，否則效果不佳。一般要求水氣密的產(chǎn)品其定位與超音波導(dǎo)熔線

10、的方式如下： 斜 切 式 ：適合水密性及大型產(chǎn)品之熔 接，接觸面角度 =45°， x=w/2，d=0.30.8mm為佳。 階梯尖式：適合水密性及防止外凸或龜裂之方法，接觸面的角度= 45°，x=w/2，d=0.30.8mm為佳。 峰谷尖式：適合水密性且高強(qiáng)度熔接，d=0.30.6mm內(nèi)側(cè)接觸面之高度 h依外形大小而有變化，但 h約在12mm左右。 產(chǎn)品實(shí)施超聲波作業(yè)無(wú)法達(dá)到水、氣密，除了超聲波導(dǎo)熔線、治具定位、產(chǎn)品本身定位等因素外，超聲波設(shè)定的條件也是一項(xiàng)主因。我們?cè)诖烁罨接懸懰畾饷艿牧硪痪売桑ㄈ劢訔l件），在我們實(shí)施超音波熔接作業(yè)時(shí)，求效率求快是最基本目標(biāo)，但往往也忽視了其求效率的要領(lǐng)，正常有兩種現(xiàn)