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超声波焊接常见缺陷及处理办法

2019-08-17 10:48:56


一、强度无法达到欲求标准

首先,我们必须了解,超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度,只能说接近于一体成型的强度,而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合,这些配合是什么呢?

塑料材质:ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来得强,因为两种不同的材质其熔点不一样,熔接的强度也不可能相同。虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接,答案是绝对可以,但是否熔接后的强度就是我们所要的?那就不一定了!

而从另一方面思考,假使ABS与PP、PE相熔的情形又如何呢?如果超音波瞬间发出150度的热能,虽然ABS材质已经熔化,但是PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上,此时PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度,但ABS材质已解析为另外的分子结构了。

由以上论述即可归纳出三点结论:
1、相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。
2、塑料材质熔点差距愈大,熔接强度愈小。
3、塑料材质的密度愈高(硬质)会比密度愈低(韧性高)的熔接强度高。


二、制品表面产生伤痕或裂痕
在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。
因为在超音波作业中会产生两种情形:
1、高热能直接接触塑料产品表面。
2、振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。

另一方面,又因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能。即使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。
 
解决方法:
1.降低压力;
2.减少延迟时间(提早发振);
3.减少熔接时间;
4.引用介质覆盖(如PE袋);
5.模治具表面处理(硬化或镀铬);
6.机台段数降低或减少上模扩大比;
7.易震裂或断之产品,治具宜制成缓冲,如软性树脂或覆盖软木塞等(此项指不影响熔接强度);
8.易断裂产品于直角处加R角。