超声波塑件结构设计理论
塑料超声波焊接结构
塑料超声波焊接结构一、介绍塑料超声波焊接结构是一种常用的塑料焊接技术，通过超声波振动将塑料件的表面加热并压合，实现塑料件的连接。
本文将对塑料超声波焊接结构进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、原理塑料超声波焊接结构的原理是利用超声波振动将塑料件的表面加热并压合，实现塑料件的连接。
具体步骤如下： 1. 将需要焊接的塑料件放置在焊接工装中。
2. 通过超声波振动器将超声波传导到塑料件上。
3. 超声波振动使得塑料件表面分子产生摩擦热，温度升高。
4. 当温度升高到一定程度时，塑料件表面开始软化。
5. 在超声波振动的作用下，将两个塑料件的表面压合在一起。
6. 随着温度的升高和超声波振动的作用，塑料件表面的分子逐渐交错并重新排列，形成焊接接头。
7. 焊接接头冷却后，塑料件之间形成坚固的连接。
三、优点塑料超声波焊接结构具有以下优点： 1. 高效：焊接速度快，可以实现连续生产。
2. 焊接强度高：焊接接头强度高，与塑料件本身强度相当。
3. 无需添加其他材料：不需要焊接剂或胶水等辅助材料。
4. 焊接过程无污染：焊接过程中无产生烟尘、气味等污染物。
5. 适用范围广：适用于各种塑料材料的焊接。
四、应用领域塑料超声波焊接结构广泛应用于以下领域： 1. 汽车制造：用于汽车塑料件的连接，如车灯、仪表盘等。
2. 电子电器：用于电子电器产品的组装，如手机、电视机等。
3. 包装行业：用于塑料包装产品的制造，如瓶盖、塑料袋等。
4. 医疗器械：用于医疗器械的生产，如输液器、注射器等。
五、注意事项在进行塑料超声波焊接结构时，需要注意以下事项： 1. 焊接温度控制：要控制好焊接温度，避免过高或过低导致焊接质量下降。
2. 焊接压力控制：要控制好焊接压力，避免过大或过小导致焊接接头强度不足。
3. 焊接时间控制：要控制好焊接时间，避免过长或过短影响焊接效果。
4. 选择适当的超声波频率：不同塑料材料对超声波频率的要求不同，需要选择适当的频率。
塑料超声波焊接结构
塑料超声波焊接结构摘要：I.塑料超声波焊接简介A.塑料焊接的定义B.超声波焊接的工作原理II.塑料超声波焊接结构分类A.结构形式1.点焊2.缝焊3.对接焊B.结构设计1.焊接模具2.超声波发生器3.焊接头III.塑料超声波焊接的应用领域A.电子行业B.汽车制造C.医疗设备D.包装行业IV.塑料超声波焊接的优势与局限A.优势1.焊接速度快2.焊接精度高3.节能环保B.局限1.焊接材料限制2.设备成本较高V.塑料超声波焊接技术的发展趋势A.自动化焊接B.超声波焊接新材料研究C.设备小型化、智能化正文：塑料超声波焊接是一种利用超声波振动能量将塑料材料熔接在一起的技术。
在塑料焊接中，超声波通过焊接模具传递到焊接材料上，使材料分子间产生摩擦热，从而实现熔接。
这种焊接方法具有速度快、精度高、节能环保等优点，广泛应用于电子、汽车、医疗设备、包装等行业。
塑料超声波焊接结构主要包括点焊、缝焊、对接焊等。
其中，点焊是在两个塑料部件的接触点产生焊接，常用于电子行业的连接器生产；缝焊是在两个塑料部件的接缝处进行焊接，广泛应用于汽车制造中的塑料零部件连接；对接焊是在两个塑料部件的端面进行焊接，常用于医疗设备和包装行业的容器及设备生产。
在塑料超声波焊接结构设计中，焊接模具、超声波发生器和焊接头是三个关键部件。
焊接模具用于固定待焊接的塑料部件，并传递超声波振动；超声波发生器产生超声波振动能量，通过焊接头传递给焊接材料；焊接头将振动能量集中于焊接部位，使塑料材料熔接在一起。
尽管塑料超声波焊接具有诸多优势，但也存在一定的局限性。
首先，焊接材料受到一定限制，仅适用于部分热塑性塑料；其次，设备成本较高，对生产成本有一定影响。
超声波塑件结构设计理论
超声焊接结构
阶梯型
Step Joint
0.40
0.03
( 0.30 ) 0.17 0.20
Join Design①
肉厚達 1.5 mm 程度時
1.5 0.05 （0.5） 0.5 R型 到ED為10mm 以下 0.5
60 °
Join Design②
肉厚 1.0 mm 程度時
（0.03）
（0.5 ） 0.3 0.4 R型很重要
(Range) 0.008” to 0.012”
(0.2 to 0.3mm) 0.012” to 0.016”
(18-35mm) Greater than 1.50”
(35mm)
(0.3 to 0.4mm) 0.016” to 0.020”
(0.4 to 0.5mm)
剪切设计例子
剪切设计例子
剪切设计的长处
Share Join②
0.8 以上
<0.05
0.3 2.0
W
Shear Joint
0.8 W 0.03 0
Shear Joint
0.5 0.25
0.5
0.25
0.1
0.1
Shear Joint Interference
Maximum Part Dimension Less than 0.75” (18mm) 0.75” to 1.50” Interference per Side Part Dimension Tolerance + 0.001” (+ 0.025mm) + 0.002” (+ 0.050mm) + 0.003” (+ 0.075mm)
45°~ 60° 1.0
超声波模具的设计原理_概述说明以及解释
超声波模具的设计原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述超声波模具是一种应用超声波技术进行加工和成型的重要设备。
它可以通过超声波的传导和振动作用，有效地加工各种材料，并实现精确的形状控制和高效率生产。
随着现代科学技术的不断进步，超声波模具在许多领域得到了广泛应用，如塑料成型、金属焊接、食品加工等。
1.2 文章结构本文将首先介绍超声波原理简介，包括超声波的基本概念、传播方式以及其与材料相互作用的特点。
接着我们将详细阐述超声波模具的设计要点，包括模具结构、材料选择、连接方式等方面。
然后，我们将深入探讨模具设计原理与超声波相互作用关系，分析超声波对模具加工过程的影响和作用机制。
同时，还会介绍模具制备方法与工艺流程，并提出优化措施以提高生产效率和产品质量。
最后，我们将重点讨论在模具设计中需要考虑材料属性、结构特征、连接方式及节能效果评估等因素和挑战，并给出相应的解决方案。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍超声波模具的设计原理、制备方法与工艺流程，分析模具设计中需考虑的因素和挑战，并总结重述主要观点和结果。
同时，对超声波模具设计提出启示和展望，为相关领域研究人员提供参考和借鉴。
通过全面而深入地探讨超声波模具的设计原理和实操经验，我们可以更好地理解超声波技术在工程领域的应用潜力，并为优化设计和改进工艺提供指导。
2. 超声波模具的设计原理2.1 超声波原理简介超声波是指频率高于人类听觉范围（20kHz）的机械振动波。
在超声波模具设计中，利用超声波的特性可以实现高效的材料切割、焊接和成型等工艺。
超声波通过在模具中产生机械振动，将能量传递给材料，从而实现所需的加工过程。
2.2 模具的设计要点在超声波模具设计中，需要考虑以下要点：- 模具形状和尺寸：根据加工要求和材料特性确定模具形状和尺寸，以确保超声波能够有效传递到待加工材料上。
- 超声波振动系统：选择合适的超声波振动系统，并确保其能够输出所需频率和幅度的振动。
超声波模具制作步骤
超声波模具制作步骤超声波模具是一种用于制造塑料制品的重要工具，它能够通过超声波的振动将塑料材料熔化并固化，从而实现塑料制品的成型。
下面将介绍超声波模具的制作步骤。
步骤一：设计模具结构需要根据所需制造的塑料制品的形状和尺寸，设计出合适的超声波模具结构。
在设计过程中，需要考虑到塑料材料的流动性、冷却效果以及模具的使用寿命等因素。
设计人员通常会使用计算机辅助设计（CAD）软件来完成模具结构的设计。
步骤二：选择合适的材料根据模具的使用要求和制造成本等因素，选择合适的材料来制作超声波模具。
常用的模具材料包括钢材、铝合金和塑料等。
钢材具有较高的硬度和耐磨性，适用于制作高精度和大批量生产的模具；铝合金则具有较低的密度和良好的导热性，适用于制作较大型的模具；塑料模具则适用于制作小型和简单结构的模具。
步骤三：加工模具零件根据设计图纸，使用机床和其他加工设备对模具零件进行加工。
加工过程包括铣削、钻孔、车削和磨削等工序，以确保模具零件的精度和表面质量。
加工过程中需要注意操作技巧和工艺要求，以避免模具零件出现尺寸偏差或表面缺陷。
步骤四：组装模具将加工好的模具零件进行组装。
组装过程需要根据设计图纸和装配工艺进行，确保各个零件的配合精度和稳定性。
组装过程中需要注意清洁和润滑，以减少摩擦和磨损。
步骤五：调试模具组装完成后，需要对模具进行调试。
调试过程包括模具的安装和调整，以及塑料材料的注入和成型试验等。
通过调试，可以检验模具的功能和性能，并进行必要的修正和改进。
步骤六：生产模具调试通过后，就可以进行模具的正式生产。
生产过程中需要根据产品的需求和生产计划，进行模具的安装和调整。
同时，还需要进行模具的维护和保养，以延长模具的使用寿命。
通过以上步骤，超声波模具就可以成功制作出来，从而实现塑料制品的高效生产。
超声波模具的制作需要专业的设计和加工技术，以及严格的质量控制，只有这样才能保证模具的质量和稳定性。
希望以上内容对超声波模具制作有所帮助。
关於超声波结构的设计要点
關於超聲波結構的設計要點看到論壇上有問到關於超聲波結構的設計問題，在這裡我把我的設計經驗拿出來和大家分享，不足之處，請大蝦們包涵。
超音波應用原理：利用超音波振動頻率，接觸摩擦產生熱能使塑膠熔融而結合，依目前較普遍的，即為每秒振動二萬次﹙２０ＫＨＺ﹚與每秒振動１．５萬次﹙１５ＫＨＺ﹚二種（另外尚有數種特殊振動頻率）。
一般來說，在設計超聲波結構之前，需考慮1.選擇什麼塑料?2.是否只需要結構性的熔接,如果需要的話，要求它能承受多少壓力?3.是否需要水氣密?4.是否有外觀上的要求?5.是否允許有任何溢膠/微粒的產生?6.是否還有其他特殊要求?等問題。
那超聲波結構設計中，最重要的就是熔接面的設計。
為了獲得可接受的、穩定性高的熔接效果,必需遵循下述三項基本設計準則：1.兩熔接面的最初接觸面積必須減小，以降低初期與最後的完全熔化所需要的總能量，使焊頭與工件的接觸時間降低至最少因而減低造成傷痕的機會，也因此減少溢膠；2.提供一種能使二熔接面相互對位的方式，在搭配塑件的設計中可採用插針與插孔，階梯或溝槽的方式，而不應採用固定在焊頭或底模內的方式，這樣可確保準確與穩定的對位並避免造成傷痕；3.整個熔接面必須均勻一致與緊密接觸，盡可能保持在同一平面，這樣的形狀能使能量均勻傳導，有利于取得一致的與可控制的熔接效果，並且能減低溢膠產生的可能性；熔接面有導熔線和剪切兩種主要設計類形[color]首先，先講講導熔線導：導熔線實際上是在二熔接面之一上形成一條三角形凸出材料，導熔線的基本作用是聚集能量並且迅速把要熔接的另一面熔解，導熔線能快速熔解並達到最高的熔接強度，原因是導熔線本身的材料熔解並且流到整個熔接區域，導熔線設計是非晶型材料所採用最廣泛的熔接面設計，當然半晶材料亦可採用這種設計.導熔線的尺寸和位置取決于以下因素:1.材料;2.熔接要求;3.工件大小;導熔線必須愈尖愈好,圓頂或扁平的導熔線將減低熔膠流動的效率,當熔接相對容易熔接的塑料(如高硬度和低熔解溫度的PS),建議導熔線的高度不可低于0.25㎜,若熔接半晶型或高熔解溫度之非晶型塑料(如PC),導熔線高度不可低于0.5㎜;對於採用導熔線設計的半晶型塑料(如PA),熔接強度是來自導熔線三角型的底線之寬度.頂角隨壁厚而改變;原則上導熔線設置在哪一邊的塑件的熔接面上是沒有任何分別的.但在熔接兩種不同材料的特殊情況下,一般是將導熔線設置在熔解溫度和硬度較高的那一邊的工件的熔接面上;導熔線的設計要有能相互對位的功能如插針與插孔,肋狀對位片,溝槽設計,或需要良好的支撐.熔接區域不可放置頂針;下面是幾種比較典型的導熔線的結構設計：階梯熔接面一階梯熔接面設計主要用于需要精確對位與完全不可接受過熔或溢膠出現在外露表面的高品質要求上；設計注意(圖1.)圍繞整個工件接口之額外0.25至0.64㎜的空隙,這新增的“影線(美工線)”設計特性使熔接完畢後接口四週將出現0.25至0.64㎜之空隙.如此會產生美觀的效應,因為工件與工件之間的變形不易被發覺.如果完全密合,很可能會在某些位置出現溢膠,在別的位置卻出現微隙;美工線的設置使微小的變形不易被察覺.這款導熔線設計採用與平頭加導熔線設計一樣的基本概念(就是:材料、熔接要求、工件大小).注意這款設計的壁厚要求最小尺寸為2㎜图片附件: 1.gif (2007-4-30 14:41, 10.02 K)溝槽式之熔接面設計—這種設計的主要優點是能從裹外二面防止溢膠,並且可提供對位功能.由於熔膠被封,因此提高達到水氣密的機會.也由於溝槽的設計需要一定的公差配合,因此也增加成型的困難度.同時,由於熔接面積的減少,往往造成它的熔接強度比不上平頭接面設計，這款導熔線設計採用與平頭加導熔線設計一樣的基本概念(就是:材料、熔接加工要求、工件大小).注意這款設計的壁厚要求最小尺吋為2㎜图片附件: 2.gif (2007-4-30 14:49, 13.02 K)咬花面設計--此設計是專為配合導熔線設計使用,熔接面有咬花形狀可改善整体熔接品質和強度,原因在于粗糙面能增進摩擦與控制熔解(圖 3.).通常咬花深度0.076至0.152㎜,其變化視導熔線高度而定.往往得到的優點包括強度的增進、溢膠或微粒的減少、熔接時間的減短以及振幅的減低；图片附件: 3.gif (2007-4-30 14:54, 10.42 K)十字交叉熔接面設計—在塑件的二熔接面上都設計導熔線並且使它們互呈垂直交叉,使初接觸面減至最低並使大量的塑料熔接以增加熔接強度(圖4).這種導熔線的每一段尺寸可採取標準導熔線尺寸的60%左右.若欲取得水氣密的熔接效果,建議一方的導熔線設計採用如圖5.所示之連續鉤齒狀.同時建議導熔線的頂角角度為600而非標準型的900,同時還建議把比鉤齒狀設計之導熔線設置在與焊頭接觸邊的塑件上.應注意的是,此款設計將產生大量的溢膠,因此必須考慮溢膠的問題或採用有溢料槽設計的熔接面如溝槽式的熔接面設計图片附件: 4.gif (2007-4-30 15:04, 6.42 K)图片附件: 5.gif (2007-4-30 15:04, 8.72 K)垂直于牆壁的導熔線設計—用于增加抗撕裂與減少溢膠(圖6),這種設計僅適用於只需要結構性的熔接而已;間斷的導熔線設計—可減少熔接面積因此降低能量或所需的功率層級,這種設計只能用于非水氣密的結構性熔接而已(圖7);图片附件: 6.gif (2007-4-30 15:12, 6.7 K)图片附件: 7.gif (2007-4-30 15:12, 7.22 K)鑿子型導熔線—為壁厚不及1.524㎜之工件所採用(圖10.)如果在此等薄壁厚之塑件上使用標准導熔線,熔接強度將會減弱.尖刀處可採0.381至0.508㎜之高度並且採用450角.由於熔接強度取決於導熔線之寬度,當採用此款導熔線設計時必須配合使用咬花面；图片附件: 8.gif (2007-4-30 15:16, 11.17 K)特殊熔接面設計—為了使較難熔接的塑料或外型不規則之塑件達到水氣密熔接,可能需要使用彈性油封與旋繞道以阻隔熔膠之流動.圖9.顯示一種配合“O”型環的熔接面設計.有一要點應注意“O”型環在熔接完畢后只壓縮10%至15%而已.柱狀塑件與插孔(大頭柱子熔接)亦可成功的配合“O”型環以達到水氣密；图片附件: 9.gif (2007-4-30 15:22, 4.29 K)下面再來介紹一下剪切的設計注意點：剪切式熔接面設計—在熔接尼龍、乙縮醛、聚乙烯、聚丙烯和熱塑性聚酯這類半晶型塑料時,採用導熔線設計有時是不能達到預期效果的.這是因為這類半晶型塑料在相對很狹窄的溫度變化範圍內迅速從固態再變回固態.導熔線熔化時還未來得及與對面塑件熔合即開始固化,因此熔接強度只賴由三角形之寬度所提供.因此當熔接以上塑料,如果外型許可的話的建議採用剪切式熔接面設計,可達到理想的熔接效果.剪切式熔接面的熔接過程是,首先熔化開始接觸的小面積材料,然後沿著壁面繼續垂直向下而有控制的導引入下工件裹頭去(請觀看圖10).這種熔接方式絕對不會讓四週的空氣接觸到熔解區域,因此可獲得高強度的結構性或水氣密的熔接.由于上述原因,剪切式熔接設計特別適用於半晶型塑膠材料；熔接強度與熔接面垂直向下的熔接面積有直接關系.強度可由改變熔接深度去達到個別應用的熔接要求.注意:若熔接強要求超過牆壁的接強,建議熔接深度為壁厚之1.25倍；剪切式熔接需要有堅固的側邊牆壁支撐以避免熔接時變形.下工件的四週牆壁高度必須高至接口位置,內壁必須與工件外部型体完全吻合.上工件的整体結構也應十分堅固以防止內傾變形.對於熔接部位在牆壁中央位置,可採用圖11.所示的變體溝槽設計.這種設計也適用于大型塑件的熔接.建議採用單邊干涉如圖12.所示图片附件: 10.gif (2007-4-30 15:35, 9.95 K)图片附件: 11.gif (2007-4-30 15:35, 3.69 K)图片附件: 12.gif (2007-4-30 15:35, 5.94 K)應當注意的是如果工件最大尺吋在89㎜或更大並且復雜或者有直角的轉角就不宜採用剪切式熔接設計,因為這會給上下工件之間所必須保持的成型公差帶來困擾.也就是難於保持穩定的熔接效果.在這種情況下只能建議採用導熔線設計.當只需要結構性熔接而已.(即不要求強度與水氣密),可採用圖13.所示的間斷性的垂直導熔線設計.如此可減少整個熔接面積,也因此減少所需的能量或功率.傷痕出現的機會亦可大大的減少圖14提供干涉尺吋與工件尺吋公差對應於最大之工件外形尺吋图片附件: 13.gif (2007-4-30 15:40, 7.3 K)图片附件: 14.gif (2007-4-30 15:43, 4.35 K)熔接面設計的其他考慮：1.直角轉角會聚集應力.如果塑件上面有若干應力聚集點,在經過超音波機械振動後,塑件的高應力區域如轉角、邊沿與交界處可能出現斷裂或其他的傷痕.補救的措施是儘量增加轉角之圓弧度(0.508㎜).請參閱圖152.塑件上的孔位或缺口像氣孔類的開口會阻斷焊頭傳送出來的超音波能量(圖16).它對熔接的影響取決于塑件材料種類(尤其是半晶型塑料)和開口的大小，在缺口的正下方幾乎沒有辦法熔接.當塑件上有缺口或有轉彎形狀,塑料將會阻礙能量的傳導,使能量更難到達熔接面,尤其是剪切式熔接.在塑件設計過程當中應特別注意避免此類問題的發生.由於鋼模設計不當造成塑件內出現氣孔,這種情況也會使能量傳導受阻或使塑件穿孔；3.近場與遠場熔接之對比一近場熔接指的是熔接面距離焊頭接觸位置在6.35㎜以內;大于6.35㎜的距離則為遠場熔接(圖17),如上所述,因為半晶型分子結構塑料會阻礙振動能量的傳導,所以難以對它們作遠場熔接.至於非晶型塑料,由於分子隨意排列,振動能量容易在其間傳導並且衰減也很小.在低硬度塑料裹頭也會發生振動能量的衰減現象.因此在設計塑膠產品過程當中應考慮到是否有足夠的能量傳達熔接面；图片附件: 15.gif (2007-4-30 15:52, 6.02 K)图片附件: 16.gif (2007-4-30 15:52, 9.93 K)图片附件: 17.gif (2007-4-30 15:52, 13.72 K)4.塑件的分肢,柄,或其他細節—機械振動會影響塑件內外表面上的各種突出物,可能造成斷裂(圖18.)下列各種措施能減低或消除這種影響:․將突出物與主体連接處設計成最大的圓弧狀.․利用外加手段削減連接處的扭折.․增加材料的厚度.․評估採用其他頻率的超音波5.薄膜效應—一種能量聚集效應造成塑件出現燒穿現象.在平的圓形的、壁厚較薄的位置最為常見,通過採取下列一個或結合數個措施可以克服這種現象(圖19)․減少熔接時間․改變振幅․採用振幅剖析․在焊頭上設計節點活塞․增加壁厚․使用內部支撐肋骨․評估其他頻率6.焊頭接觸與放置位置在塑件熔接時可扮演舉足輕重的角色.一般而言,焊頭的尺寸應該大到足以遮蓋整個工作,因此從頂直接施壓在熔接區域上,(圖20.)這有利于機械振動能量的傳導並可避免接觸面留下傷痕.焊頭或塑件的表面也可以在熔接區域凸起以增進接觸的效能;如此將改善熔接效果的穩定度,注意:焊頭與工件的接觸面必須大于熔接區域的總面積,否則將有可能導至表面傷痕.图片附件: 18.gif (2007-4-30 16:08, 7.8 K)图片附件: 19.gif (2007-4-30 16:08, 4.76 K)图片附件: 20.gif (2007-4-30 16:08, 12.5 K)另：１.相同熔點的塑膠材質熔接強度愈強。
超声波压合结构设计
超聲波壓合結構設計塑麗熔接不同材質配表THE WELDING SITUATION OF DIFFERENT PLASTIC MATERIALr.乙帕AQ$ 蜡祥剧脂I窘刎】ACETAL ■克刀ACRTLICS ■維霹CELLULOSICS ABS 科PCB 臺空CVCOLOY-SOO CYCQVINK^/jiJA'C^^'KYDEX 餐益章氯匕枫NOflYL 尼* HYLON 聲碳尿：PC 聚乙怫陀1?丙恆PP邂苯乙晞PS KHPOLYSULFOME ■I ■己併PVC歩乙烯闪眾・SANM IM 砌詁POLYESTER 鑒肉晞眩塢盘XT-POLYMEflJS接狀况最佳/BESTWELDING 勒g狀况尚可/GOOD WELDING '二|喀接忧兄不宜/BAD WELDING樓型與規格储介/SPECIFICATI前Model攥型Ferquancy頻率Outupt Power出力welding capability 脾整面fftm/mweight章■Dimenfiion 外型尺寸Dimension材稲Line Source電源D-03H 28KHZ 300W-------- — -- --------------SPOTTINti 點焊17kg280x21Sx160 25*x25*x25* 220V/3A1P D-I5A 20KHZ-- --- 1■- •T「■:豐.•- ■ : 71700】0伽580x460x123027*x37*x42*220V/8A1P D-22A 15KHZ 2200W 1900 108kg580x460x1230 27*x37"x42* 22OV/1OA1P D-26A15KHZ2600*2200U8kR580x160x123027*x37*x42*220V/12A1P D-32A 15KHZ 3200 怦3000 350kg 975x900x2100 40*x37"x84* 220V/ISAIP D-42A15K1IZ4200W-- …3200380kg975x900x210040*x37^8r J 220V/18A1P :220V-50/60Hz SINGLEDIASE^9iS&JR和超音）&摻;M 備膨四灯rJD UL 丁出\刃汕＜MA加必空沏別圧旳A1育江蘇省:昆山市周市鎮青陽北路（過青陽大橋300米｝廣東省;東莞市黄江鎮鷄啼崗（金錢崔H業區）TEL:86^520-7665540-2 FAX: 86^520-7665543 TEL:86-769-3367225 FAX:86-769-,HORN电：交面之間陳収防外凸r馆檯莪面■壤E~H(HORN(HOKNHORNHORN摆面以甬度之卯增1£锻时・以堰斷谯之霜播殊髀反光片導熔业週刑于反光器之审熔播ppPEI脂PC PVC3368512Welding「cchniqucsUltrasonic Weldinglypictif 47i tfircdtir ditit t itui \( /it iffitti eft >Amorphous potymer Semi-crystal line polymerDtm.Small part Large part Smah part Large parth OJ - 0.40.5 亠0.60.5 070J - 1.Dtypical en ergy directou dime nsions (un it:mm)amorphous polyer非結晶型塑膠)seml-crystallne polyer (結晶型塑膠) dim Small part Large part Small part Large partH0.3~0.40.5~0.60.5~0.70.7~1.0960°~90°90。
浅谈超声波焊接塑料件的设计塑料件
浅谈超声波焊接塑料件的设计塑料件超声波焊接是一种常见的塑料件焊接方法，可以实现高效、可靠的连接效果。
它利用超声波振动原理，将塑料件加热至熔化点，并使用压力将熔化的塑料件连接在一起。
本文将从设计角度探讨超声波焊接塑料件的一些关键问题。
首先，塑料件的设计要考虑到焊接过程中的振动能量传递。
超声波焊接是通过超声波振动将能量传递到塑料件内部，使其加热并熔化。
因此，塑料件的设计要合理选择焊接位置和焊接面积，以保证超声波能够有效传递。
同时，对于较大的塑料件，还需要考虑振动能量在塑料件内部的均匀分布，避免局部加热不均而导致焊接不牢固或质量不稳定。
其次，塑料件的材料选择也是超声波焊接设计中的重要因素。
不同的塑料材料具有不同的熔化点和热导率，对于超声波焊接的适用性也有所差异。
一般来说，具有较高熔化点和热导率的塑料材料更适合超声波焊接。
此外，塑料材料的熔化温度和熔化指数也需要进行合理的选择，以保证焊接过程中的熔化和冷却效果。
此外，塑料件的结构设计也需要考虑到焊接后的强度要求。
超声波焊接会在焊接接头周围形成一定的塑料熔化区，这可能会对焊接接头的强度产生影响。
为了增加焊接接头的强度，可以采用一些设计措施，比如在接头周围增加一定的壁厚，或者采用一些加强结构，如加筋或齿形结构等。
此外，对于一些对强度要求较高的应用，还可以考虑采用多点焊接或均匀分布焊接的方式，以增加连接的稳定性和可靠性。
最后，塑料件的表面处理和预处理也是超声波焊接设计中的一个重要环节。
塑料件的表面质量和干净程度对焊接接头的质量有直接影响。
因此，在进行超声波焊接之前，需要对接头表面进行适当的处理，如去除油污、杂质和氧化层等。
此外，还可以考虑采用一些增粘剂或者使用专用的焊接剂，以提高焊接接头的质量和品质。
总而言之，超声波焊接塑料件的设计需要综合考虑焊接过程中的振动能量传递、塑料材料的选择、结构设计的强度要求、表面处理和预处理等因素。
通过合理的设计，可以实现高效、稳定和可靠的超声波焊接效果，为塑料件的应用提供可靠的连接方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0.003” 0.0045” 0.006”
0.005”-0.011” 0.012”-0.017” 0.018” and up
提高強 方式： 声线及火花 提高強度方式：超声线及火花纹 及火花纹
熔接強度提高 熔接強度提高
咬花面加工 咬花面加工
可防止横向滑動 可防止横向滑動
ED 高度 0.13～0.29 ～ 0.30～0.44 ～ 0.45 以上
咬花面深度 咬花面深度 75 µm 115 µm 150 µm
超声线及火花纹样板 声线及火花 及火花纹样板
刀边型加上火花纹 型加上火花纹
超声熔化效果
无火花纹
有火花纹
超声焊接结构
阶梯型
Continuous Criss-Cross Energy Director
超声焊接结构
榫槽型
Tongue & Groove
Part Dimension Tolerance + 0.001” (+ 0.025mm) + 0.002” (+ 0.050mm) + 0.003” (+ 0.075mm)
Share Join② Join②
0.8 以上
<0.05 0.3 2.0
W
Shear Joint
0.8 W 0.03 0.4
肉厚 1.0 mm 程度時 程度時 （0.03） ） （0.5 ） 0.3 0.4 R型很重要 型很重要
45°~ 60° ° ° 1.0
Join Design③ Design③
肉厚約 0.8 mm以下 肉厚約 0.8 mm以下時 以下時 0.03 ( 0.4 ) 0.25 0.4 0.5 30°～ 45° ° ° 0.8
W
W
超声焊接结构
剪切型
Shear Joint
Maximum Part
0.8 以上 0.05 0.4 2.0 45 °
Dimension Less than 0.75” (18mm) 0.75” to 1.50” (18-35mm) Greater than 1.50” (35mm)
Interference per Side (Range) 0.008” to 0.012” (0.2 to 0.3mm) 0.012” to 0.016” (0.3 to 0.4mm) 0.016” to 0.020” (0.4 to 0.5mm)
Depth of Weld
Min. Lead-in 0.020” (0.5mm)
Interference
Fixture Before After
剪切连接的 剪切连接的焊接深度
1.25w 一般 1.25w 0.5w 最少 0.5w 1.75w 最多 1.75w
Share Join① Join①
0.8 以上 <0.05 0.4 2.0 45 °
阶梯型设计例子 梯型设计 设计例子
榫槽型设计 榫槽型设计例子 设计例子
超声线及火花纹设计 声线及火花 及火花纹设计
Branson/Mold-Tech Texture Designation
Pattern Depth
Energy Director Height
Branson300 Branson450 Branson600
超声焊接结构
剪切型
Shear Joint
0.5 0.25 0.25
0.5
0.1
0.1
Shear Joint Interference
Maximum Part Dimension Less than 0.75” (18mm) 0.75” to 1.50” (18-35mm) Greater than 1.50” (35mm) Interference per Side (Range) 0.008” to 0.012” (0.2 to 0.3mm) 0.012” to 0.016” (0.3 to 0.4mm) 0.016” to 0.020” (0.4 to 0.5mm) Part Dimension Tolerance + 0.001” (+ 0.025mm) + 0.002” (+ 0.050mm) + 0.003” (+ 0.075mm)
Join Design④ 防止位置偏移(斷差) Design④ 防止位置偏移(斷差)
肉厚 0.7 mm以下時 mm以下 以下時 0.7＞ ＞ 防止位置偏移 引導加厚部 ( 0.5 ) 0.25 ( 0.7 ) ( 0.9 ) 防止位置偏移 引導孔
阶梯型设计及用处 梯型设计及用处 设计及用
防止溢料 改善外观 改善外观
3.0 角度 3～ 5 ° ～
2.0 ( 0.7 )
1.5 0.7 0.6
超声线设计的限制 声线设计的限制
某些塑胶材料不能有效焊 某些塑胶材料不能有效焊接
– 特別是“半晶性”塑胶材料焊接 特別是 半晶性” 材料焊
解决方法
– 剪切型
剪切连接（Shear Joint） 设计 Joint） 剪切连接（
剪切设计例子 剪切设计例子
剪切设计例子 剪切设计例子
剪切设计的 剪切设计的长处
焊接強度高,防水效果佳 接強度高, 减少“假焊”现象出現 假焊” 适合大多数塑料材料 合大多数
剪切设计的限制 剪切设计的限制
要求高精准度的塑 要求高精准度的塑件 需要较 需要较強的支持 焊接面多为正多边形或圆形 接面多为正多边形或圆
超声波焊接结构设计
焊接筋的角度
120 ° 90 ° 60 ° 45 °
超声焊接结构
基本型
Basic Energy Director
W 4WΒιβλιοθήκη 8W 64W超声焊接结构
阶梯型
Step Joint
1.5 0.05 ( 0.5 ) 0.5 60 ° 0.5
超声焊接结构
阶梯型
W+ 8 0.010” to 0.025” (0.25 to 0.64mm)
超声焊接结构
阶梯型
Step Joint
0.40 0.03 ( 0.30 ) 0.17 0.20
Join Design① Design①
肉厚達 1.5 mm 程度時 程度時
1.5 0.05 （0.5） ） 0.5 R型 型 到ED為10mm 為 以下 0.5
60 °
Join Design② Design②
Chisel Edge
0.060” (< 1.50 mm) Chisel energy director 45º 0.015 to 0.019” tall (0.4 to 0.5mm)
Before
After
超声焊接结构
阶梯型
Step Joint
0.8 0.03 ( 0.5 ) 0.37 45 ° 0.4