超聲波塑料焊接線(xiàn)設計要求

超聲波塑料接面機構設計

超聲波焊接時(shí)并不要求全體振動(dòng)發(fā)熱，而是希望能

選擇得性的在焊接部位發(fā)熱，超聲波焊接時(shí)，超聲波在

塑料中傳達到設有導能角 〈 Energy Director 〉 的接合

面，在此處發(fā)熱而焊接。超聲波所發(fā)出的能量可以極快

速的傳導振動(dòng)，但達到上蓋與下蓋的熔合狀況是不可能

的，因為面與面的摩擦雖然可以藉由急速摩擦振動(dòng)產(chǎn)生

熱能，卻無(wú)法達到破壞端面材料分子結構進(jìn)行熔合，主

因在于導能點(diǎn)的設計與焊接參數的設定；沒(méi)有開(kāi)設導能

點(diǎn)，來(lái)以點(diǎn)破壞面的材質(zhì)分子結構，便無(wú)法焊接。因此

超聲波塑料焊接的接面機構設計，影響焊接的難易、焊

接部外觀(guān)、加工精度、焊接強度及水、氣密性等、、。

超聲波導能點(diǎn)和接面設計需考慮的因素

● 必需為一縮小的接觸面，以利超聲波能量之集中

傳輸，以達到不傷及表面且能快速焊接的效果。

● 固定部份之被熔物，需有足夠的支撐面，以便另

一部份的自由振動(dòng)來(lái)達到音波傳導摩擦生熱而熔

接的效果。

● 要預留足夠的空間，讓熔融的材料流滯以防熔料

外溢，而破壞產(chǎn)品美觀(guān)。

 

● 需水密和氣密的組件焊接，必需先考慮塑料材

質(zhì)，并給予特殊的接面設計。

●焊頭（ HORN ）與加工物之接觸面（壓著(zhù)面）需有

適當的平面以免傷及表面。

●導能點(diǎn)上方應有適當的壓著(zhù)面，以利 HORN 直接壓

著(zhù)傳輸超聲波。

●兩焊接物之接面不得設計過(guò)于緊密，而需是一吻

合松弛的接面，否則是會(huì )影響焊接效果。

超聲波塑料焊接

熔接前                            熔接后

 

超聲波焊接塑料接面焊接形式

熔接前                                   熔接后

超聲波導能點(diǎn)角度

超聲波焊接接面設計種類(lèi)

◆ 一般型◆階梯型◆剪力型◆溝槽型◆混合型◆特殊型

一般型的接面設計

階梯型

階梯型A

階梯型B

階梯型C

階梯型D

階梯型壁厚 0.7MM 以下

階梯型壁厚 0.8MM

階梯型壁厚1.0MM

階梯型壁厚1.5MM

遠近場(chǎng)焊接-壓著(zhù)面的決定遠近場(chǎng)焊接-塑料材質(zhì)接面距階梯型式接面設計解決不易焊接的塑料材質(zhì) ─剪力型接面設計

半結晶性塑料材質(zhì)的分子結構在固態(tài)時(shí)呈彈簧 狀 ，其內部會(huì )吸

收一部分的高頻機械振動(dòng)能 量 ，這使超聲波能 量 難以傳導至焊接面，因此這 類(lèi) 塑 料 的焊接通常需要高振幅。熔點(diǎn)范圍狹小的結果是必須利用高功率的超聲波( ( 高熔解熱) ) 以破壞結晶結構，使材 料流 動(dòng)。一旦熔化的材 料流 出加熱區域后，只要溫度些微下 降 即快速固化。因為這種特性, ,  以期達到滿(mǎn)意的焊接效果，所需要采用特殊的導能點(diǎn)接面設計。

半結晶性塑料 聚乙烯 〈 PE 〉 、聚丙烯 〈 PP 〉 、聚氯乙烯 〈 PVC 〉

聚酰 胺 〈A PA  or Nylon 〉 、聚脂 〈 PET 〉 、、、。

非結晶性塑料 聚笨乙烯 〈 PS 〉 、 PS475 、 PS492 、聚碳酸酯 〈 PC 〉壓克力 〈 PMMA 〉 、丙乙烯睛 ─ 笨乙烯 〈 AS or SAN 〉丙烯睛 ─ 丁二烯 ─ 笨乙烯 〈 ABS 〉、、、。

剪力型導能點(diǎn)設計的優(yōu)點(diǎn)

◆焊接強度高

◆水氣密效果佳

◆避免假焊接現象發(fā)生

◆適合大多數塑料材料

剪力型導能點(diǎn)設計的限制

◆要求高精準度的加工物

◆需要較強的支持

◆焊接接面多為正多邊形或圓形

剪力型

剪力型A

剪力型B

剪力型C

剪力型接面設計焊接型式

剪力型接面設計焊接深度

剪力型式接面設計

溝槽型1.5MM

溝槽型2.0MM

溝槽型3.0MM

溝槽型式接面設計

接面避免溢出的機構設計A

接面避免溢出的機構設計B

接面避免溢出的機構設計C

接面避免溢出的機構設計D

接面避免溢出的機構設計E

接面避免溢出的機構設計F

接面避免溢出的機構設計─錯誤接面設計例

接面避免溢出的機構設計G

接面避免溢出的機構設計H

特殊型接面設計 ─ 齒型接面

特殊型接面設計 ─ 接面局部加肋

特殊型接面設計 ─ 接面放電加工

接面放電加工的優(yōu)點(diǎn)

◆ 焊接強度提高

◆ 防止超聲波線(xiàn)橫向移動(dòng)

導能線(xiàn)高度 放電咬花面深度

0.13 ～ 0.29mm 75 μm

0.3 ～ 0.44mm 115 μm

0.45mm 以上 150μm