超声波规划焊接机使用指导书

超声波焊接机使用指导书目 录录一、 工作原理二、 产品规格及及参数三、 结构四、 操作要领五、 故障排除六、 焊头设计七、 塑料相熔性性八、 超声波应用用原理九、 电路图工作原理热可塑性塑塑料的超超声波加加工，是是利用工工件接触触面间高高频的磨磨擦使分分子间急急速产生生热量，当当此热量量足够熔熔化工作作时，停停止超声声波振动动，此时时工作接接面由熔熔融面固固化，完完成加工工程序。通常用于塑塑料加工工的频率率有288KHzz、200KHzz和15KKHz，其其中288KHzz和20KKHz在在人耳听听觉范围围之外，故故称为超超声波，但但15KKHz仍仍在耳听听觉范围围之内。产品规格及及参数型 号SR 9000SR12000SR15000SR20000清 粉 机机功率900W1200WW1500WW2000WW工作频率20KHZZ20KHZZ20KHZZ20KHZZ20KHZZ工作电压220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ工作行程65mm65mm65mm65mm65mm工作气压27Kgg/fccm227Kgg/fccm227Kgg/fccm227Kgg/fccm227Kgg/fccm2外型尺寸40066501200004006650120000400665012000040066501200004006650120000重 量75Kg75Kg75Kg75Kg75Kg型 号SR18115SR22115SR26115SR32115SR42115工作频率15KHZZ15KHZZ15KHZZ15KHZZ15KHZZ功率1800WW2200WW2600WW3200WW4200WW工作电压220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ220V550HZZ工作行程100MMM100MMM100MMM100MMM100MMM工作气压28Kgg/FCCM228Kgg/FCCM228Kgg/FCCM228Kgg/FCCM228Kgg/FCCM2外型尺寸4106620115504106620115504106620115507501102002000075011020020000重 量75Kg75Kg75Kg750Kgg750Kgg结 构本机器由超超声波发发生器、超超声换能能系统、程程序控制制及气动动机架系系统几部部分组成成A：组件名名称（见见附图11）（1）升降降速度 （22）焊接接时间 （33）保压压时间 （4）气压压表 （5）调调压器 （66）超声声测试开开关（7）焊头头升降开开关 （8）触触发开关关机构 （99）分水水器（10）机机体固定定把手 （111）升升降手轮轮 （112）换换能器固固定座（13）换换能器固固定螺丝丝 （114）二二级杆 （155）焊头头（16）触触发开关关 （117）急急停开关关 （118）限限位螺栓栓（20）电电源开关关 （221）过过载指示示灯 （222）超超声测试试开关（23）负负载电流流表 （244）调频频电感 （225）散散热风口口（26）控控制插座座 （227）超超声输出出插座 （288）保险险丝座（29）电电源线入入口 （300）振幅幅调节开开关 B：组件名名称及功功能（1） 升降速度：调节此此旋钮可可调节焊焊头上下下的速度度，顺时时针旋转转减速、反反之加速速。（2） 焊接时间：此旋钮钮为一波波段开关关，实为为一可调调电阻，调调节超声声波焊接接的时间间。（3） 保压时间：此旋钮钮同焊接接时间旋旋钮相同同，用于于调节超超声波发发射完后后，塑料料件固化化的时间间。（4） 气压表：指指示工作作气压。（5） 调压器：用用于调节节工作气气压，将将旋钮拔拔出即可可调节，调调好后再再压入即即可。（6） 超声测试开开关：轻轻触开关关，即可可发送超超声波，一一般用于于检测超超声波是是否正常常。（7） 焊头升降开开关：主主要用于于校对模模具，该该开关为为自锁开开关，按按下后需需重按复复原。（8） 触发开关机机构：用用于控制制自动程程序下超超声波的的触发，如如该机构构是时间间继电器器，则表表示从触触发开始始到超声声波发出出之间的的延时时时间；如如该机构构是拔盘盘，则是是压力触触发，调调节拔盘盘，即可可得到相相关的触触发压力力。（9） 分水器：用用于分离离压缩空空气中的的水分，请请在积水水半满时时将杯底底针向上上压，以以排出积积水。（10） 机体固定把把手：用用于固定定上部机机架。（11） 升降手轮：将（110）松松开后即即可调整整机架高高低。（12） 换能器固定定座：用用于固定定换能器器系统。（13） 换能器固定定螺丝：（14） 二级杆：又又叫增幅幅器，用用于放大大换能器器输出振振幅。（15） 焊头：又叫叫焊模，将将超声波波能量传传至工件件。通常常为谐振振频的半半波长，材材料多为为钛合金金或铝合合金，铝铝合金焊焊头易在在工作物物上留下下氧化物物，可以以电镀或或使用防防热塑料料膜来防防止。*注意*焊焊头不可可以任意意修改，否否则会改改变其谐谐振频率率及机械械强度，容容易导致致换能器器或电器器零件损损坏。（16） 触发开关：两边开开关同时时触发，可可实现正正常程序序。（17） 急停开关：该开关关为自锁锁开关，一一经触发发，则焊焊头不能能下降。如如触发后后应旋钮钮复位，便便于程序序运作。（18） 限位螺栓：调节螺螺栓上螺螺母位置置，可限限制焊头头下降的的高度，控控制塑料料件熔接接深度。（20）电电源开关关：打开开此开关关后，电电源导通通，指示示灯亮，风风扇开始始运转。（21）过过载指示示灯：当当本机超超声波振振动异常常时，此此灯会亮亮，并停停止发振振。（22）超超声测试试开关：触发即即有超声声波发生生，用于于检验声声波是否否正常。（23）负负载电流流表：空空载时，表表示焊头头谐振的的程度，（指指针越低低越好，视视焊头与与输出段段数而异异，通常常在5%155%或3300MMA9900MMA之间间）负载载时表示示输出功功率的大大小。（视视工件而而定）。（图见下页页）（24）调调频电感感：调节节电路部部分的工工作频率率与机械械振动谐谐振频率率相匹配配。（详详细步骤骤，请参参照操作作要领。）（26）控控制插座座：利用用电缆连连接，传传输控制制回路信信号。（27）超超声输出出插座：利用电电缆连接接，将高高压电信信号传输输给换能能器。（28）保保险丝座座：容纳纳保险丝丝。（30）振振幅调节节开关：选定适适当的焊焊头输出出振幅，以以配合工工作之要要求，该该开关只只有1.2.3三档档，其余余皆为空空档，且且只有115KHHz机型才才有。操作要领：1、 机器工作原原理：将220VV/500HZ的的电源供供电，转转变为220KHHz或155KHzz的高压压电能，利利用换能能器转换换成机械械能，机机械振动动经二级级杆放大大经焊头头传递至至被加工工物，利利用空气气压力，产产生工件件接触面面加压摩摩擦熔接接的效果果。2、 安装程序：A：将机架架上的三三根电缆缆分别接接入底座座和发生生器的插插座上，并并拧紧。B：安装好好换能器器系统，并并拧紧固固定螺丝丝。C：调整机机架高度度并拧紧紧机体固固定把手手。D：观察底底座上急急停开关关是否复复位，如如未，请请复位。E：连接好好气源及及电源，并并接好地地线。F：将焊头头与二级级杆之间间的接触触面擦拭拭干净，在在两个端端面上涂涂抹少量量硅油或或黄油，将将螺杆拧拧入焊头头一边拧拧紧，然然后将焊焊头与二二级杆这这宰用螺螺杆连接接，并用用板手锁锁紧。G：操作前前，请务务必做超超声检测测，以确确定发生生器频率率与换能能器系统统机械谐谐振频率率一致。尤尤其是更更换焊头头或改变变输出振振幅之后后，不可可疏忽。3、 超声波检测测：为了达到最最佳的使使用效果果并维护护本机的的性能，调调整发生生器与换换能器系系统的谐谐振，非非常重要要。A：调谐前前，确保保焊头与与二级杆杆之间必必需锁紧紧。调谐谐时，焊焊头不要要接触其其它物品品。B：打开电电源开关关，此时时电源指指示灯亮亮。C：按下超超声波测测试开关关，并注注视负载载表，（如如电流表表指针超超30%或超过过2A，则则按下超超声测试试开关的的时间要要非常短短），调调整调谐谐电感，左左右旋转转直到负负载电表表批示在在最小位位置，通通常在55%-115%或或3000MA-9000MA之之间。D：因本机机设有卡卡位，所所以调谐谐电感的的调整范范围只有有3600度，如如焊头的的频率同同20KKHZ或或15KKHZ相相差较远远时，需需打开机机盖，拆拆开固定定位进行行调整。*注意*（1）：调调整调谐谐电感时时，负载载表电流流大小变变化，并并非表示示功率输输出大小小，只表表示发生生器与换换能器能能器系统统谐振程程度，（电电流越小小，谐振振越好）。如如需要较较大振幅幅输出，可可改变二二级杆的的品种。（115KHHz机还可可调整振振幅调节节开关，但但不可在在有超声声波时调调整振幅幅调节开开关，以以防高压压电击。）（2）：负负载表空空载时，表表示谐振振程度；带负载载时，表表示输出出能量。（3）：调调谐时，如如过载指指示灯亮亮，应立立即松开开测试开开关，过过5秒钟钟之后，调调整调谐谐电感，再再做超声声波检测测。（4）：正正确的调调谐非常常重要，如如果无法法达到正正常情况况，请参参照故障障检测表表，不可可勉强使使用，以以免损坏坏机器。4、 校模：为达到高的的生产效效率，焊焊头与塑塑料件之之间的距距离应尽尽量缩短短但仍需需留有足足够的空空间方便便取放塑塑料件。1、 将塑料件放放在底座座中调整整气压在在2Kg左右右，利用用焊头升升降开关关来使上上下摸对对准。2、 选择适合的的焊头与与塑料件件之间的的距离锁锁紧机架架固定把把手。3、 调整限位螺螺栓使焊焊头下降降压紧塑塑料件之之后仍有有0.22mm左左右的空空间。（对对于焊接接深度要要求较高高的塑料料件，此此空间相相应加大大）。4、 调整焊接、保保压时间间、气压压、试焊焊样件。5、 观察样件,如发现现焊接不不均匀,则需要要细调底底座的平平衡,一般原原则为焊焊接部位位熔接越越厉害,则应调调低，在在底座相相反位置置垫上纸纸片等抬抬高底座座对应位位置，使使塑料件件与焊头头吻合良良好。6、（附记）：影响塑塑料件超超声加工工的因素素如下：（1）、接接触面的的设计 （22）、焊焊接线的的设计 （3）塑塑料材质质（4）塑料料件外形形和尺寸寸 （55）焊接接面与焊焊头之间间距离 （66）焊头头的设计计（7）焊头头的振幅幅 （88）校模模的准确确性 （9）焊焊接压力力、时间间参数的的选择5、 超声波焊接接操作步步骤1、 选择振幅、二级杆2、 调谐频率 3、 校模设定气压,焊接时间保压时间等参数试焊1、 调低气压2、 减小延迟时间3、 降低振幅段数4、 改用较大功率机型负载正常 过载检验产品良好 不良过 熔 时1、 减小熔接时间,压力2、 降低振幅段数焊接不够1、 增加熔接时间或气压2、 增加振幅段数3、 改用较大功率机型1、选择较大比例二级杆确定所有参数故障排除（1）焊接接故障 现 象原 因解 决 方方 法熔接过度输入塑料件件能量太太多1、 降低气压2、 减少焊接时时间3、 降低振幅段段数4、 更换低倍数数二级杆杆熔接不足输入塑料件件能量太太少1、 增加气压2、 加长焊接时时间3、 增大振幅段段数4、 更换高倍数数二级杆杆5、 使用较大功功率的机机型熔接效果不一致1、 注塑模变化化2、 使用水喉料料或次料料3、 填加物比例例变化1、 检查注塑模模是否磨磨损2、 改进所用材材料3、 固定填加物物成份非熔接面损损伤1、 焊头与塑料料接触面面不吻合合2、 超声波集中中损伤1、 修理焊头与与底模使使之与塑塑料件吻吻合2、 修理焊头在在相关位位置避空空塑料件开裂裂、震断1、 超声波振幅幅过大2、 塑料件强度度不够1、 选择低倍数数二级杆杆2、 减少输出振振幅3、 塑料加加强强筋或加加厚塑料件表面穿孔1、 超声波振幅幅不够，超超长时间间焊接所所致2、 超声波集中中损伤1、 提高输出振振幅，减减少焊接接时间，有有必需时时更换较较大功率率的机型型2、 焊头相应位位置避空空3、 塑料件加强强厚度或或加加强强筋（2）机器器故障现 象原 因解 决 方方 法打开电源无无显示保险丝熔断断1、 检查功率管管是否短短路2、 更换保险丝丝超声波测试试无电流流显示1、 功率管烧毁毁2、 高压电容烧烧毁3、继电器器控制线线路部分分有故障障 更换相关烧烧毁零件件起声波测试试电流偏偏大、过过载1、 焊头没锁紧紧或有裂裂纹2、 若不带焊头头，电流流大，此此换能器器或二级级杆老化化或有裂裂纹3、 功率管特性性有变异异或烧毁毁4、 功率放大电电路部分分有故障障更换相关零零件焊接时电流流偏大、过过载1、 气压偏高2、 焊头过大，冲冲击电流流大3、 触发压力高高，延迟迟时间长长4、 二级杆变比比偏高1、 调低气压2、 使用较大功功率机型型3、 调低触发压压力，减减少延迟迟时间4、 换用低倍数数二级杆杆触发触发开开关焊头头不落1、 急停开关未未复位2、 触发开关不不能同时时触发或或其中一一个接触触不良3、 程序控制板板有问题题1、 将急停开关关复位2、 检测使两个个触发开开关能同同时触发发3、 检测程序板板排除故故障，一一般为IIC问题题触发触发开开关后，超超声时间间非常长长或者保保压时间间非常长长焊接时间或或保压时时间波段段开关断断路调整波段开开关触点点，使之之接触良良好触发触发开开关后，超超声波不不能触发发1、 压力触发开开关损坏坏2、 程序板有问问题1、 更换压力触触发开关关或小弹弹簧2、 检测程序板板排除故故障，一一般为IIC问题题焊头设计本公司有专专业工程程师为顾顾客设计计各类型型超声波波焊头，提提供专业业技术指指导及维维修服务务，以及及解决一一切熔接接难题。同同时，更更骋有专专业设计计师为阁阁下设计计特定之之自动化化超声波波熔接机机，以应应顾客不不同之生生产需求求。设计工件熔熔接线图图解超声波原理理：我们知道正正确的波波的物理理定义是是：振动动在物体体中的传传递形成成波。这这样波的的形成必必须有两两个条件件：一是是振动源源，二是是传播介介质。波波的分类类一般有有如下几几种：一一是根据据振动方方向和传传播方向向来分类类。当振振动方向向与传播播方向垂垂直时，称称为横波波。当振振动方向向与传播播方向一一致时，称称为纵波波。二是是根据频频率分类类，我们们知道人人耳敏感感的听觉觉范围是是20HHZ-2200000HZZ，所以以在这个个范围之之内的波波叫做声声波。低低于这个个范围的的波叫做做次声波波，超过过这个范范围的波波叫超声声波。波在物体里里传播，主主要有以以下的参参数：一一是速度度V，二二是频率率F，三三是波长长。三者者之间的的关系如如下：VV=F.。波在在同一种种物质中中传播的的速度是是一定的的，所以以频率不不同，波波长也就就不同。另另外，还还需要考考虑的一一点就是是波在物物体里传传播始终终都存在在着衰减减，传播播的距离离越远，能能量衰减减也就越越厉害，这这在超声声波加工工中也属属于考虑虑范围。1、 超声波在塑塑料加工工中的应应用原理理：塑料加工中中所用的的超声波波，现有有的几种种工作频频率有115KHHZ，118KHHZ，220KHHZ，440KHHZ。其其原理是是利用纵纵波的波波峰位传传递振幅幅到塑料料件的缝缝隙，在在加压的的情况下下，使两两个塑料料件或其其它件与与塑料件件接触部部位的分分子相互互撞击产产生融化化，使接接触位塑塑料熔合合，达到到加工目目的。2、 超声波焊机机的组成成部分和和原理超声波焊接接机主要要由如下下几个部部分组成成：发生生器、气气动部分分、程序序控制部部分，换换能器部部分。发生器主要要作用是是将工频频50HHZ的电电源利用用电子线线路转化化成高频频（例如如20KKHZ）的的高压电电波。气动部分主主要作用用是在加加工过程程中完成成加压、保保压等压压力工作作需要。程序控制部部分控制制整部机机器的工工作流程程，做到到一致的的加工效效果。换能器部分分是将发发生器产产生的高高压电波波转换成成机械振振动，经经过传递递、放大大、达到到加工表表面。现在国内应应用较多多的发生生器一般般有两种种：一种种是以美美国BRRANSSON公公司为代代表，所所采用的的桥式功功放电路路，保护护电路采采用相位位保护，工工作频率率一般为为20KKHZ。其其优点是是电转换换效率高高，缺点点是频率率调节电电感调节节范围窄窄，频率率跟踪性性能较差差。另一一个缺点点是功率率不可能能做得很很大，最最大也就就是3KKW左右右；另一一种是台台湾型机机器，普普遍采用用B类功功放、过过流保护护、桥式式反馈。优优点是功功率可以以做得较较大（如如4.22KW），频频率跟踪踪性能好好，大功功率情况况下一般般采用115KHHZ的工工作频率率。缺点点是电转转化效率率较低，115KHHZ的工工作频率率是人耳耳所能听听到的，反反映出噪噪声较大大；另外外还有瑞瑞士、德德国、日日本的采采用频率率自动跟跟踪技术术的机器器。因其其价格较较高 ，国国内并不不常见。换能器部分分由三部部分组成成：换能能器（TTRANNSDUUCERR）；增增幅器（又又称二级级杆、变变幅杆，BBOOSSTERR）；焊焊头（又又称焊模模，HOORN或或SONNTROODE）。 换能器(TTRANNSDUUCERR)：换换能器的的作用是是将电信信号转换换成机械械振动信信号。将将电信号号转换成成机械振振动信号号有两种种物理效效应可以以应用。AA：磁致致伸缩效效应。BB：压电电效应的的反效应应。磁致致伸缩效效应在早早期的超超声波应应用中较较常使用用，其优优点是可可做的功功率容量量大；缺缺点是转转化效率率低，制制作难度度大，难难于大批批量工业业生产。自自从朗之之万压电电陶瓷换换能器的的发明，使使压电效效应反效效应的应应用得以以广泛采采纳。压压电陶瓷瓷换能器器具有转转换效率率高，大大批量生生产等优优点，缺缺点是制制作的功功率容量量偏小。现现有的超超声波机机器一般般都采用用压电陶陶瓷换能能器。压压电陶瓷瓷换能器器是用两两个金属属的前后后负载块块将压电电陶瓷夹夹在中间间，通过过螺杆紧紧密连接接而制成成的。通通常的换换能器输输出的振振幅为110m左右。 变幅杆（BBOOSSTERR）：变变幅杆本本身就是是一条金金属柱，通通过形状状的设计计，可以以将换能能器传递递过来的的振幅进进行放大大，达到到加工塑塑料件所所需能量量振幅，相相当于加加热的温温度，如如我们常常用的AABS、AAS塑料料所需的的加工振振幅为220m左右；尼龙、聚聚丙稀所所需的加加工振幅幅为500m左右。 焊头（HOORN）：焊头的作用是对于特定的塑料件制作，符合塑料件的形状、加工范围等要求。换能器、变变幅杆、焊焊头均设设计为所所工作的的超声频频率的半半波长，所所以它们们的尺寸寸和形状状均要经经过特别别的设计计；任何何的改动动均可能能引致频频率、加加工效果果的改变变，它们们需专业业制作。耐耐用根据据所采用用的材料料不同，尺尺寸也会会有所不不同。适适合做超超声波的的换能器器、变幅幅杆和焊焊头的材材料有：钛合金金、铝合合金、合合金钢等等。由于于超声波波是不停停地以220KHHZ左右右高频振振动的，所所以材料料的要求求非常高高，并不不是普通通的材料料所能承承受的。4、超声波波焊接机机的参数数及调节节方法：一般的超声声波焊接接机上有有如下的的参数是是可以调调节的：A：超声波波发生器器上的调调谐旋钮钮：这是是超声波波焊机最最关键的的一个调调节旋钮钮。其调调节目的的是使超超声波发发生器所所发出的的高压电电信号频频率同换换能器部部分的机机械谐振振频率一一致。方方法是轻轻触测试试开关、左左右设防防该旋钮钮，使负负载指示示的电流流为最小小，即可可完成调调谐步骤骤。B：振幅档档：此旋旋钮有些些机种上上没有这这个旋钮钮，其功功能是通通过调节节发生器器的输出出电压，达达到高速速输出振振幅的目目的。C：气动部部分：包包括调速速器、气气压调节节旋钮。调调速器用用于调节节气缸的的上、下下速度。气气压调节节旋钮调调节工作作气压。D：熔接时时间（WWELDD TIIME）：用于调节超声波发射的时间，一般的塑料件熔接时间为0.6S以下，通常超过1.5S熔接时间均可视作失败熔接（可视作振幅不够，或设计不合理）。E：保压时时间（HHOLDD TIIME）：保压时间相当于加工塑料件之后的固化时间，通常如果塑料件的固定位设置得好，此时间可不用考虑，如果塑料件内部有弹簧等部件，该时间应相应调长。F：触发调调节：触触发调节节有两种种方式，一一种是延延时触发发。这种种调节一一般指示示为延迟迟时间（DDELAAY TTIMEE）。其其所指为为从触发发机器开开始到超超声波发发射为止止的时间间。通过过调节，可可实现先先发射超超声波再再熔接，或或先压紧紧塑料件件再触发发超声波波。另一一种是压压力触发发。这种种触发方方式常见见于美国国BRAANSOON形式式的超声声波焊接接机中，其其原理是是调节压压紧塑料料件的力力度来触触发超声声波。对对于较大大的塑料料件，为为防止起起振失败败，多采采用先触触发超声声波再熔熔接，或或以较小小的触发发力度。5、塑料件件材料对对超声波波焊接的的影响超声波在塑塑料件中中传播，塑塑料件或或多或少少对超声声波能量量有吸收收和衰减减，从而而对超声声加工效效果产生生一定的的影响，塑塑料一般般有非晶晶体材料料之分，按按硬度有有硬胶和和软胶之之分，还还有模数数的区分分，通俗俗地来说说，硬度度高，低低熔点的的塑料超超声加工工性能优优于硬度度低、高高熔点的的塑料。因因此，这这就牵涉涉到超声声波加工工距离的的远近问问题，详详见第77节远、近近距离焊焊接。6、塑料件件的加工工条件对对超声焊焊接的影影响塑料件经过过注塑、挤挤压或吹吹塑等的的不同加加工形式式以及不不同的加加工条件件都会形形成对超超声焊接接产生一一定影响响的因素素。A：湿度缺缺陷：湿湿度缺陷陷一般在在制作有有条纹或或疏松的的塑料件件过程中中形成，湿湿度缺陷陷在焊接接中衰减减有用能能量，使使密封位位渗水，加加长焊接接时间，所所以湿度度高的塑塑料件在在焊接前前要作烘烘干处理理。如聚聚甲醛等等。B：注塑过过程的影影响：注塑过程参参数的调调整会引引致如下下缺陷： 尺寸变化(收缩、弯弯曲变形形) 重量变化 表面损伤 统一性不佳佳C：保存期期：塑料料件注塑塑加工出出来后，一一般最少少放置224小时时后，再再进行焊焊接，以以消除塑塑料件本本身应力力、变形形等因素素。无定定形塑料料通过注注塑出来来的塑料料件可不不按此要要求。D：再生塑塑料再生塑料的的强度比比较差，对对超声波波焊接适适应性也也较差，所所以如用用再生塑塑料，各各种设计计尺寸均均要酌情情加以考考虑。E：脱模剂剂和杂质质脱模剂和杂杂质对超超声波焊焊接有一一定的影影响。虽虽然超声声波加工工时可将将加工表表面的溶溶剂、杂杂质等震震开，但但对于要要求密封封、或在在高强度度的情况况下，应应尽可能能去除。在在有些情情况下，先先清洗塑塑料件是是必要的的。7、塑料件件的设计计现代注塑方方式能有有效提供供比较完完美的焊焊接用塑塑胶件。当当我们决决定用超超声波焊焊接技术术完成熔熔合时，塑塑料件的的结构设设计必须须首先考考虑如下下几点： 焊缝的大小小(即要要考虑所所需强度度) 是否需要水水密、气气密 是否需要完完美的外外观 避免塑料熔熔化或合合成物的的溢出 是否适合焊焊头加工工要求焊接质量可可以通过过下面几几点的控控制来获获得： 材质 塑料件的结结构 焊接线的位位置和设设计 焊接面的大大小 上下表面的的位置和和松紧度度 焊头与塑料料件的接接触面 顺畅的焊接接路径 底模的支持持 为了获得得完美的的、可重重复的熔熔焊方式式，必须须遵循三三个主要要设计方方向： 最初接触的的两个表表面必须须小，以以便将所所需能量量集中，并并尽量减减少所需需要的总总能量(即接时时间)来来完成熔熔接。 找到适合的的固定和和对齐的的方法，如如；塑料料件的接接插孔、台台阶或企企口之类类。 围绕着连接接界面的的焊接面面必须是是统一而而且相互互紧密接接触的。如如果可能能的话，接接触面尽尽量在同同一个平平面上，这这样可使使能量转转换时保保持一致致。下面就对塑塑料件设设计中的的要点进进行分类类举例说说明：7.1整体体塑料件件的设计计7.1.11塑料件件的结构构塑料件必须须有一定定的刚性性及足够够的壁厚厚。太薄薄的壁厚厚有一定定的危险险性，超超声波焊焊接时是是需要加加压的，一一般气压压为2-6Kgg f/cm22。所以以塑料件件必须保保证在加加压情况况下基本本不变形形。7.1.22罐状或或箱形塑塑料等，在在其接触触焊头的的表面会会引起共共振而形形成一些些集中的的能量聚聚焦点，从从而产生生烧伤、穿穿孔的情情况（如如图1所所示），在在设计时时可以在在罐状顶顶部做如如下考虑虑：图1 带尖角角 图22 带带圆弧过过渡 1、加加厚塑料料件 22、增加加加强筋筋 3、焊焊头中间间位置避避空7.1.33尖角如果一个注注塑出来来的零件件出现应应力非常常集中的的情况，比比如尖角角位，在在超声波波的作用用下会产产生折裂裂、融化化。这种种情况可可考虑在在尖角位位加R角角。如图图2所示示。7.1.44塑料悠悠扬的附附属物注塑件内部部或外部部表面附附带的突突出或细细小件会会因超声声波振动动产生影影响而断断裂或脱脱落，例例如固定定梢等（如如图3所所示）。通通过以下下设计可可尽可能能减小或或消除这这种问题题： 在附属物与与主体相相交的地地方加一一个大的的R角，或或加加强强筋。 增加附属物物的厚度度或直径径。 图图3 图图47.1.55塑料件件的孔和和间隙如被焊头接接触的零零件有孔孔或其它它开口，则则在超声声波传递递过程中中会产生生干扰和和衰减。（如如图4所所示）。根根据村料料类型（尤尤其是半半晶体材材料）和和孔的大大小，在在开口的的下端会会直接出出现少量量焊接或或完全熔熔不到的的情况，因因此要尽尽量预以以避免。7.1.66塑料件件中薄而而弯曲的的传递结结构被焊头接触触的塑料料件的形形状中，如如果有薄薄而弯曲曲的结构构，而且且需要用用来传递递超声波波能量的的时候，特特别对于于半晶体体材料，超超声波震震动很难难传递到到加工面面（如图图5所示示）。对对这种设设计应尽尽量避免免。图57.1.77近距离离和远距距离焊接接近距离焊接接指被焊焊接位距距离焊头头接触位位在6mm以内内，远距距离焊接接则大于于6mmm。超声波焊接接中的能能量在塑塑料件传传递时会会被衰减减，尤以以半晶体体材料为为甚。在在非晶体体塑料中中，由于于分子的的无序排排列，振振动基本本不衰减减地传递递。衰减减在低硬硬度塑料料里也较较厉害。因因引，设设计时，要要特别注注意到要要让足够够的能量量伟到加加工区域域。远距离焊接接，对于于硬胶（如如PS、AABS、AAS、PPMMAA）等比比较适合合，一些些半晶体体塑料（如如POMM、PEETP、PPBTBB、PAA）通过过合适的的形状设设计也可可用于远远距离焊焊接。7.1.88塑料件件焊头接接触面的的设计注塑件可以以设计成成任何形形状，但但是超声声波焊头头并不能能随意制制作。形形状、长长短均可可能影响响焊头频频率、振振幅等参参数。焊焊头的设设计需要要有一个个基准面面，即按按照其工工件频率率决定的的基准频频率面。基基准频率率面一般般占到焊焊头表面面的700%以上上的面积积，所以以，注塑塑件表面面的突起起等形状状最好小小于整个个塑料而而后300%。平平滑、圆圆弧过渡渡的塑料料件表面面，则此此标准可可以适当当放宽。且且突出位位尽量位位于塑料料件的中中部或对对称设计计。塑料件焊头头接触面面至少大大于熔接接面，且且尽量对对正焊接接位。过过小的焊焊头接触触面（如如图6所所示），会会引起较较大的损损伤和变变形，以以及不理理想的熔熔接效果果。在焊头表面面有损伤伤纹，或或其形状状与塑料料件配合合有少许许差异的的情况下下，焊接接进，会会在塑料料件表面面留下伤伤痕。避避免方法法是：在在焊头与与塑料件件表面之之间垫薄薄膜（例例如PEE膜等）。图67.2焊接接线的设设计焊接线是超超声波直直接作用用熔化的的部分，其其基本的的两种设设计方式式： 能量导向 剪切设计所有其它的的变化都都可归类类于这两两种类型型或混和和类型。7.2.11能量导导向能量导向是是一种典典型的在在将被焊焊接的一一个面注注塑出突突起三角角形柱。能能量导向向的基本本功能是是：集中中能量，使使其快速速软化和和熔化接接触面。能能量导向向允许快快速焊接接，同时时获得最最大的力力度。在在这种导导向中，其其材料在在部分流流向接触触面。能能量导向向是非晶晶态材料料中最常常用的方方法。能量导向柱柱的大小小和位置置取决于于如下几几点： 材料 塑料件结构构 使用要求。图7所示为为能量导导向柱的的典型尺尺寸。当当使用较较易焊接接的材料料，如聚聚苯乙稀稀等硬度度高、熔熔点低的的材料时时，建议议高度最最低为00.255mm。当当材料为为半晶体体材料或或高温混混合脂时时（如聚聚乙碳），则则高度至至少要为为0.55mm。当当用能量量导向来来焊接半半晶体树树脂时（如如乙缩荃荃、尼龙龙），最最大的连连接力主主要从能能量导向向柱的底底盘宽度度来获得得。图7没有规则说说明能量量导向应应做在塑塑料件哪哪一面，特特殊情况况要通过过实验来来确定。当当两个塑塑料件村村质、强强度不同同时，能能量导向向一般设设置在熔熔点高和和强度低低的一面面。根据塑料件件要求（例例如水密密、气密密性、强强度等），能能量导向向设计可可以组合合、分段段设计。例例如：只只是需要要一定的的强度的的情况下下，分段段能量导导向经常常采用（例例如手机机电池等等）。如如图8所所示。图87.2.22能量导导向设计计中对位位方式的的设计上下塑料件件在焊接接过程中中都要保保证对位位准确，限限位高度度一般不不低于11mm，上上下塑料料平行松松动位必必须很小小，一般般小于00.055mm。基基本的能能量导向向可合并并为连接接设计，而而不是简简单的对对接，包包括对位位方式。采采用能量量导向的的不同连连接设计计后例子子包括以以下几种种：插销定位：图9所所示为基基本的插插销定位位方式，插插销定位位中应保保证插销销件的强强度，防防止超声声波震断断。图9台阶定位：图100所示为为基本的的台阶定定位方式式，如hh大于焊焊线的高高度 ，则则会在塑塑料件外外部形成成一条装装饰线，一一般装饰饰线的大大小为00.255mm左左右，创创出更吸吸引人的的外观，而而两个零零件之间间的差异异就不易易发现。图图11所所示台阶阶定位，则则可能产产生外溢溢料。图图12所所示台阶阶定位，则则可能产产生内溢溢料。图图13所所示台阶阶定位为为双面定定位，可可防止内内外溢料料。企口定位：如图114所示示（见上上页），采采用这种种设计的的好处是是防止内内外溢料料，并提提供校准准，材料料容易有有加强密密封性的的获得。但但这种方方法要求求保证凸凸出零件件的斜位位缝隙，因因此使零零件更难难于注塑塑，同时时，减小小了焊接接面，强强度不如如直接完完全对接接。底模定位：如图115所示示，采用用这种设设计，塑塑料件的的设计变变得简单单，但对对底模要要求高。通通常会引引致塑料料件的平平行移位位，同时时底模固固定太紧紧会影响响生产效效率。图15 图166焊头加底模模定位：如图116所示示，采用用这种设设计一般般用于特特殊情况况，并不不实用及及常用。其它情况：A：如图117所示示，为大大型塑料料件可用用的一种种方式，应应注意的的是下支支撑模具具必须支支撑住凸凸缘，上上塑料件件凸缘必必须接触触焊头，上上塑料件件的上表表面离凸凸缘不能能太远，如如必要情情况下，可可采用多多焊头结结构。B：如连接接中采用用能量导导向，且且将两个个焊面注注成磨砂砂表面，可可增加摩摩擦和控控制熔化化，改善善整个焊焊接的质质量和力力度。通通常磨砂砂深度是是0.007mmm-0.15mmm。图17 图188 图图19C：在焊接接不易熔熔接的树树脂或不不规则形形状时，为为了获得得密封效效果，则则有必要要插入一一个密封封圈。如如图188所示。需需要注意意的是密密封圈只只压在焊焊接末端端。图119所示示为薄壁壁零件的的焊接，比比如热成成形的硬硬纸板（带带塑料涂涂层），与与一个塑塑料盖的的焊接。7.2.33剪切式式设计在半晶体塑塑料（如如尼龙、乙乙缩醛、聚聚丙烯、聚聚乙烯和和热塑聚聚脂）的的熔接中中，采用用能量导导向的连连接设计计也许达达不到理理想的效效果。这这是因为为半晶体体的树脂脂会很快快从固态态转变成成融化状状态，或或者说从从融化状状态转化化为固态态，而且且是经过过一个相相对狭窄窄的温度度范围，从从能量导导向柱流流出的融融化物在在还没与与相接界界面融合合时，又又将很快快再固化化。因此此，在这这种情况况下，只只要几何何原理允允许，我我们推荐荐使用剪剪切连接接的结构构。采用剪切连连接的设设计，首首先是熔熔化小的的和最初初接触的的区域来来完成焊焊接，然然后当零零件嵌入入到一起起时，继继续沿着着其垂直直壁，用用受控的的接触面面来融化化。如图图20所所示，这这样，可可获得强强劲结构构或很好好的密封封效果，因因为界面面的熔化化区域不不会让周周围的空空气进来来。由于于此原因因，剪切切连接尤尤其对半半晶体树树脂非常常有用。 图220 图图21剪切连接的的熔接深深度是可可以调节节的，深深度不同同所获得得的强度度不同，熔熔接深度度一般建建议为00.8-1.55mm。当当塑料件件壁厚较较厚及强强度要求求高时，熔熔接深度度建议为为1.225x壁壁厚。图21所示示为几种种基本的的剪切式式结构：剪切连接要要求一个个塑料壁壁面有足足够强度度能支持持及防止止焊接中中的偏差差。有需需要时，底底模的支支撑高于于焊接位位，提供供辅助的的支撑。下表所示为为零件大大小尺寸寸和接触触面、零零件误差差的大概概尺寸：零件最大尺尺寸接触面尺寸寸零件尺寸允允许误差差18mmm0.2mmm-0.3mmm0.0225mmm18mm-35mmm0.3mmm-0.4mmm0.055mm35mmm0.4mmm-0.6mmm0.0775mmm当零件尺寸寸大于990mmm时，或或零件有有不规则则的形状状时，建建议不采采用剪切切连接。这这是因为为注塑时时很难控控制误差差及变形形使其保保持一致致。如果果是上述述情况，建建议采用用能量导导向的形形式。图22所示示为双面面剪切式式设计图23所示示为扣式式焊线设设计，用用于高强强度，但但上下塑塑料件不不接触的的情况下下。在特特殊情况况下，可可用于增增加密封封圈的情情况。 图222 图2238、超声应应用8.1超声声焊接图24、225所示示分别为为近、远远距离焊焊接的实实例。图24 图图258.2超声声波点焊焊当塑料件为为较大平平面的平平板或没没有焊线线的情况况下，需需要采用用超声波波点焊。图图26所所示点焊焊的设计计方法。焊焊头穿透透上部塑塑料件后后，熔融融的塑料料围绕点点焊的位位置形成成一个熔熔融的圆圆环，从从而将两两块平板板牢牢地地结合。一一般上平平板的厚厚度不大大于8mm。点点焊还可可以用手手动焊接接来实现现。图268.3超声声波缝焊焊薄膜、织物物等可用用超声波波来进行行缝制可可以缝边边、打褶褶、缝针针、压印印。织物物中一般般化纤含含量大于于65%。例如如：无纺纺布、尼尼龙布等等。图227-229所示示为不同同的缝焊焊的例子子。8.4超声声波成形形对于热融性性塑料，超超声波都都可以小小部分地地予以成成形加工工，相对对于热融融加工来来说，超超声波加加工有以以下优点点： 超声波为冷冷加工，即即焊头始始终是冷冷的，不不会产生生热加工工中粘焊焊头的情情况。图27 图图28 图229 超声波加工工效率高高、速度度快。超声波成形形是从表表面开始始，然后后迅速传传递的。所所以考虑虑塑料件件的设计计非常重重要，既既要考虑虑熔接的的外观，又又要考虑虑熔接后后的强度度。超声波成形形主要应应用为铆铆接和固固定。图图30-32所所示为典典型的成成形用途途。图30 图图31 图3328.5超声声波金属属埋插螺纹内置件件、内置置螺丝或或其它金金属部件件均可通通过超声声波将其其埋入塑塑料件。通通过设计计金属件件及塑料料件，高高的扭力力系数及及强度均均可得到到保证，如如图333所示。对应不同高高度的埋埋插要求求，可用用子母焊焊头来进进行加工工。小焊焊头的位位置和高高度相对对应不同同的位置置和要求求，如图图34所所示。对于比较长长的金属属件，一一般固定定金属，而而在塑料料部件上上施以超超声波。下面讲座如如何设计计以保证证螺丝的的扭力和和强度。图33图34 金属件能平平稳地安安放在塑塑料孔内内.一般般金属件件做成斜斜形件,塑料孔孔做成台台阶、直直、或斜斜形。在在塑料孔孔顶部的的位置要要比金属属件的底底大0.1-00.2mmm。便便于金属属件的安安放。保保证加工工前金属属件稳妥妥放置，并并保持垂垂直。 安装孔的底底部与底底部塑料料应有RR0.22mm的的加强位位或增加加加强筋筋，保证证安装孔孔的强度度。 安装孔直径径应比埋埋插金属属件小，埋埋插过程程中塑料料的熔接接量一定定要大于于至少等等于金属属边位固固定纹路路所需塑塑料量。另另金属边边固定位位的纹路路要够粗粗、够大大，以保保证强度度。 塑料孔底部部应留下下空余位位1-33mm，用用于熔融融塑料的的走位。 为保证扭力力和强度度，安装装孔壁的的厚度必必须不小小于 11.5mmm，或或者最好好大于22mm。埋插过程中中出现埋埋插件摆摆动的情情况，可可通过如如下方式式解决： 减小超声波波能量，即即将振幅幅降低。 下降速度和和压力减减小。另另外，埋埋插过程程中，金金属表面面会有小小部分擦擦伤痕迹迹。埋插插过程中中一般允允许金属属表面比比塑料表表面高00.1mmm。所所以埋插插过程中中支持面面应是金金属表面面，所以以金属件件表面最最设计一一个较大大平面支支撑以保保证垂直直及平衡衡。如图图33所所示。埋插的强度度根据设设计和塑塑料不同同而有所所不同。8.6 超超声波切切割化纤成分含含量超过过65%的无纺纺布或化化纤布均均可用超超声波来来进行分分条、切切割。超声波切割割可连续续或滚动动进行，根根据焊头头或底模模的形状状设计，可可切割出出不同图图案，但但要考虑虑印模的的磨损。超声波切割割的优点点是无飞飞边、走走丝现象象。8.7 超超声波用用于无纺纺布熔接接超声波另一一种特殊殊用途是是将无纺纺布等熔熔接在塑塑料件上上，两种种不同的的塑料本本身是不不相熔的的，实际际上是下下塑料件件熔渗至至无纺布布将无纺纺布固定定。一般般建议在在塑料件件上设计计熔接线线。如图图35所所示：图358.8多层层薄片的的熔接超声波能将将多层卡卡片簿或或织物或或PVCC薄膜等等熔接起起来。超超声波能能量穿透透材料使使之熔在在一起，一一般需在在焊头上上做出齿齿状、网网状、条条状的纹纹路，在在熔合出出来的塑塑料件表表面形成成花纹。例例如相簿簿中间骨骨的熔接接。一般般有6-24层层。有三三角形或或条状的的花纹。