超聲波焊接產品達水氣密要求超聲線設計很關鍵

超聲波焊接有很多優點，是塑料零件組裝中常用的一種焊接工藝，合格的超聲線設計除了使超聲波焊接機焊接產品牢固防水還能簡化產品結構降低模具的制造開發成本，所以產品有超聲需求的朋友們在做新產品開發模具時一定要注重超聲線的設計，避免之后重復改模所帶來的成本與時間上的浪費。

超聲波焊接機塑料件的超聲線設計方法

一、超聲線是超聲波直接作用熔化的部分，其基本的兩種設計方式：

能量導向是一種典型的在將被子焊接的一個面注塑出突超三角形柱，能量導向的基本功能是：集中能量，使其快速軟化和熔化接觸面。能量導向允許快速焊接，同時獲得 大的力度，在這種導向中，其材料大部分流向接觸面，能量導向是非晶態材料中 常用的方法。

二、能量導向設計中對位方式的設計

上下塑料件在焊接過程中都要保證對位準確，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行檢動位必須很小，一般小于0.05mm，基本的能量導向可合并為連接設計，而不是簡單的對接，包括對位方式，

三、采用能量導向的不同連接設計的例子包括以下幾種：

臺階定位：基本的臺階定位方式，如h大于焊線的高度，則會在塑料件外部形成一條裝飾線，一般裝飾線的大小為0.25mm左右，創出更吸引人的外觀，而兩個零件之間的差異就不易發現。臺階定位，則可能產生外溢料。臺階定位為雙面定位，可防止內外溢料。定位，采用這種設計的好處是防止內外溢料，并提供校準，材料容易有加強密封性的獲得，但這種方法要求保證凸出零件的斜位縫隙，因此使零件更難能可貴于注塑，同時，減小于焊接面，強度不如直接完 對接。底模定痊：采用這種設計，塑料件的設計變得簡單，但對底模要求高，通常會引致塑料件的平行移位，同時底模固定太緊會影響生產效果。 焊頭加底模定位：采用這種設計一般用于特殊情況，并不實用及常用。為大型塑料件可用的一種方式，應注意的是下支撐模具必須支撐住凸緣，上塑料件凸緣必須接觸焊頭，上塑料件的上表面離凸緣不能太遠，如必要情況下，可采用多焊頭結構。

如連接中采用能量導向，且將兩個焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整個焊接的質量和力度，通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。在焊接不易熔接的樹脂或不規則形狀時，為了獲得密封效果，則有必要插入一個密封圈，如圖18所示，需要注意的是密封圈只壓在焊接末端。

四、剪切式設計：

在半晶體塑料（如尼龍、乙縮醛、聚丙烯、聚乙烯和熱塑聚脂）的熔接中，采用能量導向的連接設計也許達不到理想的效果，這是因為半晶體的樹脂會很快從固態轉變成融化狀態，或者說從融化狀態轉化為固態。而且是經過一個相對狹窄的溫度范圍，從能量導向柱流出的融化物在還沒與相接界面融合時，又將很快再固化。因此，在這種情況下，只要幾何原理允許，我們推薦使用剪切連接的結構。采用剪切連接的設計，先是熔化小的和 初觸的區域來完成焊接，然后當零件嵌入到下起時，繼續沿著其垂直壁，用受控的接觸面來融化。這樣可能性獲得強勁結構或很好的密封效果，因為界面的熔化區域不會讓周圍的空氣進來。由于此原因，剪切連接尤其對半晶體樹脂非常有用。剪切連接的熔接深度是可以調節的，深度不同所獲得的強度不同，熔接深度一般建議為0.8-1.5mm，當塑件壁厚及較厚及強度要求高時，熔接深度建議為1.25X壁厚。當零件尺寸大于90mm時，或零件有不規則的形狀時，建議不采用剪切連接。這時因為注塑時很難控制誤差及變形使其保持一致。如果是上述情況，建議采用能量導向的形式。

五、雙面剪切式設計：

為扣式焊線設計，用于高強度，但上下塑料件不接觸的情況下，在特殊情況下，可用于增加密封圈的情況。

欲求產品達到水、氣密的功能時，定位與超聲波導熔線是成敗的重要關鍵，所以在產品設計時的考慮，如：定位、材質、肉厚，與超聲波導熔線的對應比例有的關系。在一般水、氣密的要求，導熔線高度應在 0.5~0.8m/m 之范圍（視產品肉厚而定），如低于0.5m/m以下，要達到水氣密的功能，除非定位設定要非常標準，而且肉厚有 5 m/m 以上，否則效果不佳。

一般要求水氣密的產品其定位與超音波導熔線的方式如下： 
斜 切 式 ：適合水密性及大型產品之熔接，接觸面角度 =45°， x=w/2，d=0.3~0.8mm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=0.3~0.8mm為佳。 
峰谷尖式：適合水密性且高強度熔接，d=0.3~0.6mm 內側接觸面之高度 h 依形狀大小而有變化，但 h 約在1~2mm左右

合格超聲結構設計更好的輔助塑料產品焊接，不但能達到防水氣密要求，也可以控制溢膠量保持產品表面美觀，減少模具開發成本還搞了產品的合格率及整體質量。