超聲波焊接的局限性和缺點(diǎn)

　　盡管超聲波焊接有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但超聲波焊接也有一定的局限性和缺點(diǎn)，在選擇超聲波焊接工藝之前和進(jìn)行超聲波焊接塑膠件零件設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)塑膠件材料不同，多數(shù)時(shí)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(duì)ABS材料的兩個(gè)塑膠件進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，焊接質(zhì)量非常好，但由于其他設(shè)計(jì)要求，把一個(gè)塑膠件的ABS材料換成PBT，就很難焊接上？就是這個(gè)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(gè)部件均由相似的無定形聚合物制成時(shí)，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(jìn)行返工。一旦兩個(gè)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(jìn)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(gè)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(duì)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(zhǎng)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(dòng)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(duì)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?yàn)樯厦嬗懻摰某暡òl(fā)生器對(duì)物理尺寸的限制相同。現(xiàn)代超聲波換能器通?？梢蕴幚?kW，有些人聲稱高達(dá)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(shí)現(xiàn)，如用于塑料焊接，除非換能器可以應(yīng)用于完全獨(dú)立的超聲波系統(tǒng)。因此，多個(gè)超聲波系統(tǒng)可以在部件上的多個(gè)位置進(jìn)行離散焊接。通過增加焊接時(shí)間來補(bǔ)償有限的功率是不可能的，因?yàn)楦嗟臅r(shí)間允許更多的熱量從焊接區(qū)傳出。

5)超聲波可能會(huì)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?yàn)閺?qiáng)度不夠而發(fā)生損壞，同時(shí)也可能造成產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的損壞。因此，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能增加塑膠件的強(qiáng)度和產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的強(qiáng)度，或者將零部件遠(yuǎn)離焊接區(qū)域，盡量把強(qiáng)度不高的其他零部件安排在超聲波焊接工序之后再進(jìn)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(duì)超超聲波焊接機(jī)的調(diào)機(jī)技術(shù)，以及對(duì)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(shí)會(huì)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(huì)誤以為超聲波焊接的質(zhì)量就只能達(dá)到這一步，但其實(shí)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(jī)技術(shù)以及操作者的細(xì)心。最有效的方法是請(qǐng)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(duì)于人的聽力有傷害，應(yīng)準(zhǔn)備好勞保用品。特別是焊接時(shí)那一下高音，有些人會(huì)特別難受。

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