產品焊接面的形狀對超聲波焊接效果的影響

焊接面形狀對超聲波焊接質量的影響

    常用的平面搭接方式由于兩工件在壓力作用下緊密接觸，熔化材料沒有足夠的流延空問，在不能流延的地方形成了應力集中區域，應力集中會嚴重影響焊接接頭強度，而且此方法容易導致焊接材料分解、脆化、氧化，從而影響焊接質量。

導能筋的影響

       導能筋用來增加能量傳遞，能夠提高焊接強度，縮短焊接時間，降低邊緣應力集中，但是導能筋制作困難，成本較高。

導能筋主要有三角形、矩形和半圓型三種形式。

     　對聚乙烯、ABS樹脂、30％玻璃纖維增強PP研究發現。焊接接頭強度最大的是半圓型導能筋、矩形導能筋次之、三角形導能筋最小。

　　超聲波焊接純的PP和10％玻璃纖維增強PP時，發現使用三角形導能筋的焊接接頭強度較大，這是由于純PP和10％玻璃纖維增強PP的硬度不夠，在壓力作用下導能筋變形所致。其中三角形導能筋的角度會影響焊接質量，超聲波焊接PVC材料，發現采用9O度導能筋的焊口形式比較合理，焊接質量能夠保證。

                          各種各樣的超聲波線結構                                                                                              合理設計超聲波焊頭與產品的接觸面

連接層材料的影響

      連接層材料能夠吸收超聲波，提高焊接接頭材料的軟化和熔融程度，能夠焊接取向材料以及不同類型的高分子材料。

      取向聚丙烯在超聲波焊接過程中使用了熔融指數為0．03～30的五種連接層材料，使用低熔融指數的連接層材料，接頭材料的峰值溫度高，焊接區域有很大變化；使用高熔融指數的連接層材料時，焊接區域尺寸變化小，可以形成均勻透明的焊接接頭。

      連接層材料的引入能夠擴大工藝參數的選擇范圍，但輕微地降低了焊接后剪切強度，而且增加了剪切強度值的分散程度，在焊接區域邊緣容易出現飛邊，造成焊接外觀質量不佳。

                     超聲波焊接線設計原則                                                                                            超聲波底模夾具的設計原則（有效支撐）

同種塑料材料

      超聲波焊接機工藝復雜，焊接質量受眾多因素影響，對材料進行焊接時應考慮：

1.可焊性，低熔點、高表面摩擦系數的材料可得到較優焊接質量，在適宜的工藝參數下，增強材料加入能夠提高焊接質量。

2.超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響焊接質量的主要工藝參數，得到較佳焊接質量的三個工藝參數都存在一定的范圍。

3.在焊接界面引入導能筋和連接層能夠提高焊接強度，使用導能筋能夠連接高熔點的熱塑性聚合物，使用連接層能夠使取向材料及不同類型材料進行焊接。

不同材料

     隨著多種不同特性的塑料之間相互連接需要的增加，需要在以下幾個方面加強超聲波焊接技術的研究：

(1)深入研究焊接區域的狀態，包括熔融區厚度、結晶度、取向程度、化學組分等，深入研究塑料超聲波焊接技術的機理；

(2)進一步完善塑料超聲波焊接質量的檢測手段，尤其是完善實時跟蹤監測方法；

(3)利用有限元法模擬焊接過程焊接區域溫度、應力變化規律，為實驗起指導作用；

(4)研究新的導能機構和連接層材料，擴大焊接技術的應用范圍；

(5)建立焊接設備、工藝參數、常用材料的對應關系規律，減少實驗次數，降低成本。