超声波焊接的影响因素----鱼骨图:
一:超声焊接对原材料的要求
说到超声波焊接不得不先提一下它对各种树脂的要求,其最主要的因素包括聚合物结构、熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。
▶ 聚合物结构:
将单体结合在一起的过程称为“聚合”,聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。
热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超声波压合的适应性。按分子结构可分为:非结晶聚合物、半结晶型聚合物.
⊙ 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超声振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。
⊙ 半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于超声波振动能量传至压合面,难焊接。
热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的,再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化,所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。
▶ 影响焊接效果的其他因素
有吸水特性的材料,例如:聚碳酸脂、聚砜、尼龙。
塑料加入混合物料后因应注意混合物的比例
有问题的脫模剂 : 硅脂类、 特富龙、 內部润滑剂、色粉、再生料、防火剂等。
二:超声设备与夹具设计对焊接效果的影响
▶ 超声机主要部件:换能器、调幅器、焊头.
调幅器和焊头的主要材质为:钛合金 或铝合金。
▶ 根据产品大小选择适当频率的焊接机,下表为不同频率焊接机能匹配的最大焊头尺寸。
▶ 焊接头表面振幅设计
焊接头表面振幅 =
换能器表面振幅 x 调幅器增益 x 焊接头增益
塑料加工中所用的超声波,现有的几种 工作频率有15KHZ,20KHZ,30KHZ, 40KHZ。下表为塑料在不同频率的焊接机中的振幅需求,焊头设计的表面振幅需在焊接基材的振幅范围内。