04 影响超声波焊接效果的因素

二、塑件超声波结构设计

2、定位结构在产品开发设计前，要考虑成品的外观，超声波焊接后两个塑件的接缝位置是否错位，定位结构能否有效避免或通过设计定位结构减少。小错位刮手缺陷。

常见的定位结构有：

1）滑动定位

在上一篇介绍超声波焊接结构的时候，已经提到端部（单端和双端）的焊接结构，对超声波焊接起到一定的引导和定位作用塑胶密封圈，并结合艺术线的设计，对于一般的产品，已经可以满足要求了。

2）定位柱和定位孔

使用定位柱和定位孔可以实现更高精度的定位，适用于一些对精度要求较高的产品。需要注意的是定位柱的强度不能太小，以免在焊接过程中失效。

3)边缘和凸台定位

利用塑件本身的边缘和凸台进行定位，由于特征一般较大，精度稍差，适用于精度要求不高的产品。

3）底模定位

除特殊产品外，一般不建议简单使用底模进行定位。底模和塑料焊件之间也会有间隙。外貌;间隙过大，焊后产品错位大；虽然也有气动或手动夹具固定产品避免错位，但生产速度和夹具制造成本会造成不必要的开支。

3、塑料件的其他结构

1）尖角会累积应力。如果塑件上有多个应力积聚点，经过超声机械振动后，塑件的拐角、棱边、连接处等高应力区域可能会断裂或折断其他伤痕。因此，尽量在这些地方增加圆角（R≥0.5).

2）塑件上的孔或间隙，与焊头接触的塑件有孔或其他间隙，会阻挡焊头传递的超声波能量，其对焊接的影响取决于在塑料部件上。视材料种类（尤其是半结晶塑料）和开孔的大小而定，开孔下端会有少量熔接或不熔，所以尽量避免超声波传导中出现孔洞或缝隙地区。

3）随着塑料件的弯曲形状结构，超声波的传播是直线的。因此，在超声波的传播路径中，应尽可能避免弯曲结构，否则超声波振动将难以传递到焊接表面，尤其是半结晶材料。

4）对于塑件的四肢、小腿或其他小特征，机械振动会影响塑件内外表面的各种突起，可能导致断裂。以下措施可以减少或消除这种影响：

5）焊头与塑件表面的接触面积。一般来说，焊头的尺寸要足够大，使其直线投影可以覆盖整个焊接区域，有利于机械振动能量的传导，避免接触面留下伤痕。注意：焊头与工件的接触面必须大于焊接区域的总面积，否则可能造成表面伤痕。

6）近场和远场焊接，近场焊接是指焊接面与焊头接触位置的距离在6.35mm以内；大于6.35mm的距离为远场焊接；如上所述，半结晶分子结构的塑料很难进行远场焊接，因为它们阻碍了振动能量的传导。对于无定形塑料，由于分子的随机排列，振动能量很容易在它们之间传导和衰减。也很小，低硬度的保鲜膜也会发生振动能量衰减塑胶密封圈，所以在设计塑料制品的过程中，要考虑是否有足够的能量传递焊接面；

7）对于薄壁产品（薄壁小于1mm时），薄壁起到弹簧的作用，不能有效地将振动传递到接头区域。容易产生横向振动，从而损失焊接能量，因此很容易对薄壁产品进行近场焊接。

8）密封，在焊接不易焊接或形状不规则的树脂时，为了获得密封效果，可能需要使用弹性油封和螺旋旁通来阻挡流动熔体。下图显示了带有 O 形密封圈的焊接接口设计。

三、超声波焊接的应用：

超声波焊接的应用需要根据具体的产品要求来确定。超声波焊接有优点也有缺点。每当设计需要连接两个单独的塑料部件时，有很多方法。之前已经总结过了。有兴趣的可以使用电机链接查看：

我接触的很多超声波焊接的应用都是基于以下两点：

1、家电行业：饮水机、加湿器、美容仪器等电器的水箱。

2、电子行业：电子开关、充电头、电源适配器、U盘、电池、防水透气膜等

3、玩具行业：公仔、积木、小玩具等

4、汽车应用包括：扰流板、仪表板、手套箱、储物箱、引擎盖、伺服油箱、过滤器、装饰条和保险杠条以及进气歧管。

本文主要介绍的超声波焊接，更多是指焊接，是塑料件之间的一种连接方式。还有许多与超声波有关的其他应用。如下图，本文不再一一介绍。