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超声波焊接时一些常见的失效问题

返回列表 来源: 发布日期: 2021.09.11

超声波塑料焊接速度快、无需消耗品,且采购成本相对较低,应用十分广泛。超声波焊接可实现高强度、外观美观、密封的焊接效果。但是在进行超声波焊接时,超声波焊头与产品表面接触,高频振动会损坏零件表面或破裂。另外,不合理的设计也会导致焊接效果不佳。灵科超声波分享以下几种常见的超声波焊接失效故障及其预防方法。

超声波焊接常见的失效问题

图灰色为焊头,红色为上部件,蓝色为下部件


如果零件表面有纹理,这种纹理可能会在焊接过程中熔化。超声波能量容易集中在较小的接触表面,带纹理的表面正好提供。这使零件的纹理面在超声波振动时熔化。为了避免这种情况,焊头和零件之间需要放置薄膜/保护膜作为缓冲层。
超声波焊接常见的失效问题 纹理损伤
上左图为焊前纹路面,右图为焊后纹路面


超声波焊头与零件表面的配合不正确时,零件表面就会发生压伤问题。如果零件具有轮廓,那么超声波焊头的轮廓必须与零件的轮廓接近,这一点很重要。如果零件和  超声波焊头的形状不同,超声波焊头会挤压零件表面局部位置导致压伤,这类问题特别容易发生在靠近超声波焊头的边缘位置。为了避免这种问题, 超声波焊头的边缘处需要设计尽可能大的过渡圆角。并且对  超声波焊头表面进行局部打磨或抛光,以更加贴合实际产品。
超声波焊接常见的失效问题 压伤

上左图产品与焊头紧贴,右图紧贴不好容易发生压伤问题


超声波焊头接触的零件薄时,超声波振动使零件像薄膜一样上下振动。这种周期性应变会导致零件内部发热,导致零件中间烧伤。隔离焊头和零件表面之间的空气,在超声波振动下空化也会导致零件表面烧伤。也就是说, 超声波焊头振动时,空气迅速压缩膨胀,迅速加热到足以燃烧塑料的温度,会导致部件烧伤。

通常可以使用带节点柱塞的焊头来避免这些影响。如下图所示,该焊头内部装有带弹簧的柱塞。柱塞压住零件中间,在焊接中起到阻尼器的作用,同时释放焊头与零件之间的空气。

超声波焊接常见的失效问题 表面烧伤

零件在超声波焊接过程中传递振动,任何应力集中的区域都容易受热。因此,有尖锐的特点可能会在焊接过程中断裂。因此,我们应该通过设计尽可能大的半径来避免这种情况。

超声波焊接常见的失效问题 振裂

上左图中翅膀没有圆角特征,容易破裂脱落。右图翅根部加圆角


还有一些导致焊接不均匀的潜在原因。最常见的原因是焊头与零件接触不良。超声波能量以波形式,通过超声波焊头与零件接触进入焊接区域。焊头与零件接触不均匀时,传递到焊接区域的超声波振幅也不均匀。振幅是振动大小的量。振幅变化时,焊接部的热量也变化,焊接强度也变化。当焊缝处于不同高度位置时,也会导致焊缝不均匀。

超声波能量在通过零件时迅速消散,因此传播距离的变化也导致焊接不均匀。此外,当导能筋的高度或焊缝的剪切量在整个部件中不同时,焊接强度也会不同。最后,确保焊头和焊缝之间的零件设计没有间隙。因为超声波不会通过空气传播。

公司图

灵科超声波源于1993年,一直致力于高性能的超声波塑焊设备研发、制造,广泛运用在塑料、无纺布、包装、打印耗材、医疗、电子电器、汽车等多个领域,为客户供应珠海超声波、东莞超声波焊接机、中山超声波塑焊机、阳江超音波设备清洗机等、根据厂家需求定制非标设备。

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