超聲波焊接的局限性和缺點

　　盡管超聲波焊接有眾多的優(yōu)點，但超聲波焊接也有一定的局限性和缺點，在選擇超聲波焊接工藝之前和進行超聲波焊接塑膠件零件設(shè)計時，產(chǎn)品設(shè)計工程師必須清楚了 解超音波焊接的局限性，并通過合理的零件設(shè)計來避免超聲波焊接缺陷的產(chǎn)生、提高焊接的質(zhì)量。

1)塑膠材料的局限性。

　　　超聲波焊接并不能夠焊接所有的塑料，這是超聲波焊接最大的局限性。有的塑料焊接性能好，有的塑料焊接性能差，而且超聲波焊接一般僅適合于于—種或者相似塑料之間的焊接。如果兩個塑膠件材料不同，多數(shù)時候超聲波焊接無能為力。因此，一定選定超聲波焊接工藝，就不能輕易更改零件材料。有工程師曾經(jīng)向筆者反映，為何對ABS材料的兩個塑膠件進行超聲波焊接時，焊接質(zhì)量非常好，但由于其他設(shè)計要求，把一個塑膠件的ABS材料換成PBT，就很難焊接上？就是這個原因。

   超聲波焊接部件的材料可能是最重要的限制- 當(dāng)兩個部件均由相似的無定形聚合物制成時，該工藝效果最佳。如果兩種材料都不適合焊接（例如熱固性塑料），則需要使用另一種連接方法。

2)焊接后不可拆卸性。

　　超聲波焊接是不可拆卸性連接，無法進行返工。一旦兩個零件過超聲波焊接裝配成一體，之后如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題，那么也無法進行返工。

3)塑膠零件大小和形狀的限制。

　　中小型的塑膠件適合超聲波焊接，尺寸一般小于250mmx300 mm，較大的零件可能耑要多個焊接工序。而且超聲波焊接一般適用于形狀比較單一的塑膠件，對于形狀復(fù)雜的塑膠件，焊接質(zhì)量可能較低。

     連續(xù)超聲波焊接的尺寸取決于制造它的超聲波焊頭，其尺寸受到基于所用超聲波波長的物理約束。

4)最大超聲波焊接功率的限制

     超聲波焊接工藝所需的功率主要取決于焊縫的尺寸、焊接的材料以及將功率傳輸?shù)胶缚p的效率。大多數(shù)超聲波系統(tǒng)使用控制系統(tǒng)根據(jù)過程需要自動調(diào)整功率輸入，但顯然在發(fā)生器和換能器的能力范圍內(nèi)。對于超聲波發(fā)生器中使用的現(xiàn)代電子設(shè)備，換能器決定了系統(tǒng)可以處理的最大功率，因為上面討論的超聲波發(fā)生器對物理尺寸的限制相同?，F(xiàn)代超聲波換能器通常可以處理3kW，有些人聲稱高達6kW，這應(yīng)該超出了超聲波焊接可行性的界限。在軸向模式系統(tǒng)中很難實現(xiàn)，如用于塑料焊接，除非換能器可以應(yīng)用于完全獨立的超聲波系統(tǒng)。因此，多個超聲波系統(tǒng)可以在部件上的多個位置進行離散焊接。通過增加焊接時間來補償有限的功率是不可能的，因為更多的時間允許更多的熱量從焊接區(qū)傳出。

5)超聲波可能會破壞產(chǎn)品。

　　超聲波的能量很大，在焊接過程中有可能造成塑膠件本身因為強度不夠而發(fā)生損壞，同時也可能造成產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的損壞。因此，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，盡可能增加塑膠件的強度和產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的強度，或者將零部件遠離焊接區(qū)域，盡量把強度不高的其他零部件安排在超聲波焊接工序之后再進行裝配。有些電控板上的電子元器件特別需要注意。

6)調(diào)試使用需要技巧。

　　目前超聲波焊接質(zhì)量對超超聲波焊接機的調(diào)機技術(shù)，以及對操作者的細(xì)心程度都有很大的依賴性。很多產(chǎn)品在前幾次超聲波焊接時會出現(xiàn)焊接不夠牢固或者焊接表面過度熔化等質(zhì)量問題，工程師會誤以為超聲波焊接的質(zhì)量就只能達到這一步，但其實絕大多數(shù)的質(zhì)量問題可以通過焊接參數(shù)調(diào)整而得到解決，不過這需要依賴調(diào)機技術(shù)以及操作者的細(xì)心。最有效的方法是請超聲波設(shè)備供應(yīng)商專業(yè)人員提供幫助。

7)超聲波噪音傷害。

　　超聲波對于人的聽力有傷害，應(yīng)準(zhǔn)備好勞保用品。特別是焊接時那一下高音，有些人會特別難受。

盡管塑料超聲波焊接有很多的局限性和缺點，但仍然得到了廣泛的應(yīng)用。