超聲波接合面結(jié)構(gòu)設(shè)計與改進，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計對焊接效果的影響

超聲波結(jié)合面結(jié)構(gòu)設(shè)計
　對于像ABS ,PC,HIPS等易于超聲熔接焊的塑膠，其接頭形式通常設(shè)計成以下幾種
(設(shè)計方案一)
　 像這種接頭的設(shè)計是不適合用來做超聲熔接焊接的，它需要很長的焊接時間，很大的焊接能量，而且焊完后周邊還有熔膠會溢出，影響產(chǎn)品外觀。

(設(shè)計方案二)
　如上圖改進后的超聲線設(shè)計，通常我們做成一條三角形的小骨，這樣會減小焊接能量和時間，(在學術(shù)界用專業(yè)的語言來講，這種小三角骨稱為能量導向器)但是仍然會有小部分溢料，影響外觀。

(設(shè)計方案三)
通常為了防止溢膠影響外觀，我們要做成如左圖形式，將超聲線做在止口內(nèi)，防止塑膠熔體溢出。

                  防止有溢料的超聲波焊接線的結(jié)構(gòu)設(shè)計

(設(shè)計方案四)
當產(chǎn)品壁厚不夠，不能做止口結(jié)構(gòu)時，為了防止塑膠熔體溢出影響外觀，通常我們將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)做成如左圖，做一個溢料收集器來防止不不良現(xiàn)像

　　　　　　　　　　　　　　　設(shè)有溢料槽的超聲波熔接線

(設(shè)計方案五)
有經(jīng)驗的工程師應(yīng)該都知道，沒有美工線的產(chǎn)品在裝配變形后極易引起上下蓋錯位，從而導致刮手。超聲也是一樣，也有錯位的機率，為了防止有刮手現(xiàn)像，最好還是做一點美工線在上面。
　　　　　　　　

帶有美工線并且防止錯位的超聲波線結(jié)構(gòu)設(shè)計

介紹完了超聲熔接焊的超聲接頭形式，大家一定在想，那么超聲線的具體參數(shù)要怎么設(shè)計才合理呢？實際上超聲線的參數(shù)與其被超聲零件和材質(zhì)與其體積大小有一定的關(guān)系。通常我是這樣來設(shè)計的，見下表（僅供參考）

常用超聲波線尺寸設(shè)計

止口的設(shè)計參數(shù)通常如下圖：

止口設(shè)計結(jié)構(gòu)及尺寸

雙止口凸凹槽式結(jié)構(gòu)設(shè)計

有時為了增加超聲波焊接強度，我們也可以在超聲面上做一些紋理，用來做超聲強度改良，如圖：

增加超聲焊接強度的超聲波線設(shè)計

有經(jīng)驗的工程師可能也知道，用超聲波焊接完后有時候會出現(xiàn)Gap不均勻的現(xiàn)像，就是有些地方的Gap大，有些地方的Gap小，導致產(chǎn)品十分丑陋，如下圖實例：

為什么會出現(xiàn)這一情況呢？我們在設(shè)計上該如何防止呢？首先我們假設(shè)在超聲波加工設(shè)備上是沒有問題的，那么我們要在設(shè)計上來解決這一現(xiàn)象。一起來分析~~
不良原因一：超聲線的設(shè)計不良。如圖~
　　　　

不良原因二：超聲零件的材質(zhì)不同，在超聲焊接中，兩被超聲的零件盡可能使用相同的材料。如像PA,它就只能與PA相互超聲連接。POM,只能與POM相互超聲。使用不同的材料相互超聲，更嚴重的會有根本無法焊接的現(xiàn)象。相對來講，半結(jié)晶塑膠比較容易出現(xiàn)不易超聲或是超聲不良。
如果說因產(chǎn)品需求，我們一定要用兩種不同的材料來進行超聲波焊接，建議將超聲結(jié)構(gòu)做成機械互鎖式，如下圖
　　　

　　　　　　　　　　　　機械互鎖式超聲波焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計

不良原因三：超聲零件過于潮濕或是零件內(nèi)摻有玻纖或是其它阻燃劑等化學成分，也會導致超困難或是不良現(xiàn)像

接下來就是大家比較關(guān)心的超聲線位置與超聲質(zhì)量之間的關(guān)系，TONY版也有提過此問題，一起來回顧下

這是當年TONY版提過的，請問是A超聲質(zhì)量好還是B好。
兩者的不同之處僅在于A將超聲線設(shè)計于上蓋上。B將超聲線設(shè)計在下蓋上。
不怕的答案是：兩者超聲效果一樣，為什么這樣講呢，且聽我細細道來~~~

如果超聲設(shè)備，超聲線設(shè)計參數(shù)及兩零件材料是相同的，那么影響超聲質(zhì)量的就只有超聲線與超聲波焊頭之間的距離了。這個就是我要講的近場焊與遠場焊。
  什么叫近聲焊？什么叫遠場焊？一般來說，當超聲線與超聲焊頭的距離小于6.3mm時，我們稱為近聲焊，大于6.3mm時，則稱為遠場焊。如圖：

  　                         近場超聲焊接，近程超聲焊接

                   　                          遠場超聲焊接（遠程超聲焊接）

   一般來講，像普通的塑膠材料，超聲線和焊頭距離越近越好，那樣更加容易產(chǎn)生焊接，但有些特殊材料則只能使用遠場焊來進行焊接，如玻璃，無定形材料。因為使用近場焊容易會合零件產(chǎn)生裂紋或是其它損壞。所以就TONY那題我個人認為單從其超聲效果上來看是一樣的。沒有明顯差別。
   超聲熔接焊就給各位介紹到這里了，相信各位還有聽說過超聲緊壓焊，超聲埋塑焊，超聲剪切焊，超聲斜坡焊等等，其實原理和超聲熔接焊的原理差不多，只是在超聲線結(jié)構(gòu)及超聲波能量上有些不同，在此，就不做介紹了，以后有用到的朋友，可以和我私下交談~~^^　13510929282　李工