超聲波焊接常見缺陷及處理辦法

1、超聲波焊接常見缺陷及處理辦法一、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)，因為兩種不同的材質(zhì)其熔點也不會相同，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、PRPE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

2、，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結(jié)論：1 .相同熔點的塑料材質(zhì)熔接強(qiáng)度愈強(qiáng)。2 .塑料材質(zhì)熔點差距愈大，熔接強(qiáng)度愈小。精選文本3 .塑料材質(zhì)的密度愈高（硬質(zhì)）會比密度愈低（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的。因為在超音波作業(yè)中會產(chǎn)生兩種情形：1.高熱能直接接觸塑料產(chǎn)品表面2.振動傳導(dǎo)。所以超音波發(fā)振作用于塑料產(chǎn)品時，產(chǎn)品表面就容易發(fā)生燙傷，而1m/m以內(nèi)肉厚較薄之

3、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)臺與HORN上模），在振動摩擦能量轉(zhuǎn)換為熱能時需要用長時間來熔接，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)到的振動摩擦熱能，而需靠熔接時間來累積熱能，期使塑料產(chǎn)品之熔點到達(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。是以此時必須考慮功率輸出（段數(shù)）、熔接時間、動態(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 .減少延遲時間（提早發(fā)振）。3 .減少熔接時間。4 .引用介質(zhì)覆蓋（如PE袋）。5

4、.模治具表面處理（硬化或鍍鉻）。6 .機(jī)臺段數(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（此項指不影響熔接強(qiáng)度）。8 .易斷裂產(chǎn)品于直角處加R角。三、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，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。如果沒有針對主因去探討，那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的

5、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?；蛟S我們也會陷入一個盲點，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 .減少超音波熔接時間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。3 .增加硬化時間（至少0.8秒以上）。4 .分析超音波上下模

6、是否可局部調(diào)整（非必要時）。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 .底模治具受力點懸空，受超音波傳導(dǎo)振動而破壞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)振時間（避免接觸發(fā)振）。2 .降低壓力、減少超音波熔接時間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。3 .減少機(jī)臺功率段數(shù)或小功率機(jī)臺。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）掏孔后重測頻率。8 .上模掏孔

7、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)生溢料或毛邊原因如下：1 .超音波功率太強(qiáng).2 .超音波熔接時間太長.3 .空氣壓力（動態(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24kg范圍，根據(jù)經(jīng)驗值最佳的超音波導(dǎo)熔線，是在底部0.40.6m/mxM30.4m/m如：此型A,尖角約呈60°，超出這個數(shù)值將導(dǎo)至超音波熔接時間、壓力、機(jī)臺或上模功率的升高，如此就形

8、成上述16項造成溢料與毛邊的原因。解決方法：1 .降低壓力、減少超音波熔接時間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。2 .減少機(jī)臺功率段數(shù)或小功率機(jī)臺。3 .降低超音波模具擴(kuò)大比。4 .使用超音波機(jī)臺微調(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)（依序由熔接時間、壓力、功率）2 .啟用微調(diào)固定螺絲（應(yīng)可控制到0.02

9、m/m）。3 .檢查超音波上模輸出能量是否足夠（不足時增加段數(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)計我們欲求產(chǎn)品達(dá)到水、氣密的功能時，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)計時的考慮，如：定位、材質(zhì)、肉厚，與超聲波導(dǎo)熔線的對應(yīng)比例有絕對的關(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)定要非常標(biāo)準(zhǔn)，而且肉厚有5m/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依形狀大小而有變化，但h約在12mm左右。產(chǎn)品實施超聲波作業(yè)無法達(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)定的條件也是一項主因。我們在此更深入探討引響水氣密的另一原因（熔接條件），在我們實施超音波熔接作業(yè)時，求效率求快是最基本目標(biāo)，但往往也忽略了其求效率的要領(lǐng)，正常有兩種