超声波焊接产品达水气密要求超声线设计很关键

超声波焊接有很多优点，是塑料零件组装中常用的一种焊接工艺，合格的超声线设计除了使超声波焊接机焊接产品牢固防水还能简化产品结构降低模具的制造开发成本，所以产品有超声需求的朋友们在做新产品开发模具时一定要注重超声线的设计，避免之后重复改模所带来的成本与时间上的浪费。

超声波焊接机塑料件的超声线设计方法

一、超声线是超声波直接作用熔化的部分，其基本的两种设计方式：

能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱，能量导向的基本功能是：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。能量导向允许快速焊接，同时获得 大的力度，在这种导向中，其材料大部分流向接触面，能量导向是非晶态材料中 常用的方法。

二、能量导向设计中对位方式的设计

上下塑料件在焊接过程中都要保证对位准确，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行检动位必须很小，一般小于0.05mm，基本的能量导向可合并为连接设计，而不是简单的对接，包括对位方式，

三、采用能量导向的不同连接设计的例子包括以下几种：

台阶定位：基本的台阶定位方式，如h大于焊线的高度，则会在塑料件外部形成一条装饰线，一般装饰线的大小为0.25mm左右，创出更吸引人的外观，而两个零件之间的差异就不易发现。台阶定位，则可能产生外溢料。台阶定位为双面定位，可防止内外溢料。定位，采用这种设计的好处是防止内外溢料，并提供校准，材料容易有加强密封性的获得，但这种方法要求保证凸出零件的斜位缝隙，因此使零件更难能可贵于注塑，同时，减小于焊接面，强度不如直接完 对接。底模定痊：采用这种设计，塑料件的设计变得简单，但对底模要求高，通常会引致塑料件的平行移位，同时底模固定太紧会影响生产效果。 焊头加底模定位：采用这种设计一般用于特殊情况，并不实用及常用。为大型塑料件可用的一种方式，应注意的是下支撑模具必须支撑住凸缘，上塑料件凸缘必须接触焊头，上塑料件的上表面离凸缘不能太远，如必要情况下，可采用多焊头结构。

如连接中采用能量导向，且将两个焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整个焊接的质量和力度，通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。在焊接不易熔接的树脂或不规则形状时，为了获得密封效果，则有必要插入一个密封圈，如图18所示，需要注意的是密封圈只压在焊接末端。

四、剪切式设计：

在半晶体塑料（如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂）的熔接中，采用能量导向的连接设计也许达不到理想的效果，这是因为半晶体的树脂会很快从固态转变成融化状态，或者说从融化状态转化为固态。而且是经过一个相对狭窄的温度范围，从能量导向柱流出的融化物在还没与相接界面融合时，又将很快再固化。因此，在这种情况下，只要几何原理允许，我们推荐使用剪切连接的结构。采用剪切连接的设计，先是熔化小的和 初触的区域来完成焊接，然后当零件嵌入到下起时，继续沿着其垂直壁，用受控的接触面来融化。这样可能性获得强劲结构或很好的密封效果，因为界面的熔化区域不会让周围的空气进来。由于此原因，剪切连接尤其对半晶体树脂非常有用。剪切连接的熔接深度是可以调节的，深度不同所获得的强度不同，熔接深度一般建议为0.8-1.5mm，当塑件壁厚及较厚及强度要求高时，熔接深度建议为1.25X壁厚。当零件尺寸大于90mm时，或零件有不规则的形状时，建议不采用剪切连接。这时因为注塑时很难控制误差及变形使其保持一致。如果是上述情况，建议采用能量导向的形式。

五、双面剪切式设计：

为扣式焊线设计，用于高强度，但上下塑料件不接触的情况下，在特殊情况下，可用于增加密封圈的情况。

欲求产品达到水、气密的功能时，定位与超声波导熔线是成败的重要关键，所以在产品设计时的考虑，如：定位、材质、肉厚，与超声波导熔线的对应比例有的关系。在一般水、气密的要求，导熔线高度应在 0.5~0.8m/m 之范围（视产品肉厚而定），如低于0.5m/m以下，要达到水气密的功能，除非定位设定要非常标准，而且肉厚有 5 m/m 以上，否则效果不佳。

一般要求水气密的产品其定位与超音波导熔线的方式如下： 
斜 切 式 ：适合水密性及大型产品之熔接，接触面角度 =45°， x=w/2，d=0.3~0.8mm为佳。 
阶梯尖式：适合水密性及防止外凸或龟裂之方法，接触面的角度= 45°，x=w/2，d=0.3~0.8mm为佳。 
峰谷尖式：适合水密性且高强度熔接，d=0.3~0.6mm 内侧接触面之高度 h 依形状大小而有变化，但 h 约在1~2mm左右

合格超声结构设计更好的辅助塑料产品焊接，不但能达到防水气密要求，也可以控制溢胶量保持产品表面美观，减少模具开发成本还搞了产品的合格率及整体质量。