超聲波焊接機(jī)塑膠件對(duì)結(jié)構(gòu)有哪些要求
塑膠件進(jìn)行超聲波焊接時(shí),并非所有塑膠件都可行,需達(dá)到超聲波焊接的要求才能達(dá)到最佳熔接效果。對(duì)于塑膠件的要求我們主要從以下幾個(gè)方面看:
1、塑膠件焊接距離,分類(lèi)近距離焊接和遠(yuǎn)距離焊接。
近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在6mm以?xún)?nèi),遠(yuǎn)距離焊接則大于6mm,超聲波焊接中的能量在塑料件傳遞時(shí)會(huì)被衰減地傳遞。衰減在低硬底塑料里也較厲害,因此,設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意要讓足夠的能量傳到加工區(qū)域。遠(yuǎn)距離焊接,對(duì)硬膠(如PS,ABS,AS,PMMA)等比較適合,一些半晶體塑料(如POM,PETP,PBTB,PA)通過(guò)合適的形狀設(shè)計(jì)也可用于遠(yuǎn)距離焊接。
2、塑膠件焊頭接觸面
塑膠件可以設(shè)計(jì)成任何形狀,但是超聲波焊頭并不能隨意制作。形狀、長(zhǎng)短均可能影響焊頭頻率、振幅等參數(shù)。焊頭的設(shè)計(jì)需要有一個(gè)基準(zhǔn)面,即按照其工作頻率決定的基準(zhǔn)頻率面?;鶞?zhǔn)頻率面一般占到焊頭表面的70%以上的面積,所以,塑膠件表面的突超等形狀最好小于整個(gè)塑料面的30%。一滑、圓弧過(guò)渡的塑料件表面,則比標(biāo)準(zhǔn)可以適當(dāng)放寬,且突出位盡量位于塑料件的中部或?qū)ΨQ(chēng)設(shè)計(jì)。
塑膠件焊頭接觸面至少大于熔接面,且盡量對(duì)正焊接位,過(guò)小的焊頭接觸面,會(huì)引起較大損傷和變形,以及不理想的熔接效果。在焊頭表面有損傷紋,或其形狀與塑料件配合有少許差異的情況下,焊接時(shí),會(huì)在塑料件表面留下傷痕。避免方法是:在焊頭與塑料件表面之間墊薄膜(例如PE膜等)。
3、塑膠件的設(shè)計(jì)
a、塑膠件必須有一定的剛性及足夠的壁厚,太薄的壁厚有一定的危險(xiǎn)性,超聲波焊接時(shí)是需要加壓的,一般氣壓為0.2-0.6MPa 。所以塑料件必須保證在加壓情況下基本不變形。
b、塑膠件形狀(傳遞結(jié)構(gòu))。被焊頭接觸的塑膠件的形狀中,如果有薄而彎曲的結(jié)構(gòu),而且需要用來(lái)傳達(dá)室遞超聲波能量的時(shí)候,特別對(duì)于半晶體材料,超聲波震動(dòng)很難傳遞到加工面,對(duì)這種設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免。
c、罐狀或箱形塑料等,在其接觸焊頭的表面會(huì)引起共振而形成一些集中的能量聚集點(diǎn),從而產(chǎn)生燒傷、穿孔的情況,在設(shè)計(jì)時(shí)可以罐狀頂部做如下考慮:加厚塑料件;增加加強(qiáng)筋;焊頭中間位置避空。
d、尖角。如果一個(gè)注塑出來(lái)的零件出現(xiàn)應(yīng)力非常集中的情況,比如尖角位,在超聲波的作用下會(huì)產(chǎn)生折裂、融化。這種情況可考慮在尖角位加R角。
4、塑膠件的附屬物
塑膠件內(nèi)部或外部表面附帶的突出或細(xì)小件會(huì)因超聲波振動(dòng)產(chǎn)生影響而斷裂或脫落,例如固定梢等。通過(guò)以下設(shè)計(jì)可盡可能減小或消除這種問(wèn)題:在附屬物與主體相交的地方加一個(gè)大的R角,或加加強(qiáng)筋;增加附屬物的厚度或直徑。
5、塑膠件孔和間隙
如被焊頭接觸的零件有孔或其它開(kāi)口,則在超聲波傳遞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生干擾和衰減,根據(jù)材料類(lèi)型(尤其是半晶體材料)和孔大小,在開(kāi)口的下端會(huì)直接出現(xiàn)少量焊接或完全熔不到的情況,因此要盡量預(yù)以避免。
以上五個(gè)點(diǎn)是超聲波焊接塑膠件時(shí),對(duì)塑膠件結(jié)構(gòu)的要求。工程師在設(shè)計(jì)時(shí),需考慮周全。
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