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超声波焊接件的工艺设计

2014/12/15 17:05:22      点击:
2.2能量导向设计中对位方式的设计
上下塑料件在焊接过程中都要保证对位准确,限位高度一般不低于1mm,上下塑料平行检动位必须很小,一般小于0.05mm,基本的能量导向可合并为连接设计,而不是简单的对接,包括对位方式,采用能量导向的不同连接设计的例子包括以下几种:
插销定位:图9所示为基本的插销定位方式,插销定位中应保证插销件的强度,防此超声波震断。



台阶定位:图10所示为基本的台阶定位方式,如h大于焊线的高度,则会在塑料件外部形成一条装饰线,一般装饰线的大小为0.25mm左右,

创出更吸引人的外观,而两个零件之间的差异就不易发现。
图11所示台阶定位,则可能产生外溢料。图12所示台阶定位,则可能产生内溢料。图13所示台阶定位为双面定位,可防止内外溢料。


*1 企口定位:如图14所示,采用这种设计的好处是防止内外溢料,并提供校准,材料容易有加强密封性的获得,但这种方法要求保证凸出零件的斜位缝隙,因此使零件更难能可贵于注塑,同时,减小于焊接面,强度不如直接完全对接。


*2 底模定痊:如图15所示,采用这种设计,塑料件的设计变得简单,但对底模要求高,通常会引致塑料件的平行移位,同时底模固定

太紧会影响生产效果。
*3 焊头加底模定位:如图16所示,采用这种设计一般用于特殊情况,并不实用及常用。
*4 其它情况:
A:如图17所示,为大型塑料件可用的一种方式,应注意的是下支撑模具必须支撑住凸缘,上塑料件凸缘必须接触焊头,上塑料件

的上表面离凸缘不能太远,如必要情况下,可采用多焊头结构。
B:如连接中采用能量导向,且将两个焊面注成磨砂表面,可增加摩擦和控制熔化,改善整个焊接的质量和力度,通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。
 C:在焊接不易熔接的树脂或不规则形状时,为了获得密封效果,则有必要插入一个密封圈,如图18所示,需要注意的是密封圈只压在焊接末端。图19所示为薄壁零件的焊接,比如热成形的硬纸板(带塑料涂层),与一个塑料盖的焊接。
2.3剪切式设计
在半晶体塑料(如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂)的熔接中,采用能量导向的连接设计也许达不到理想的效果,这是因为半晶体的树脂会很快从固态转变成融化状态,或者说从融化状态转化为固态。而且是经过一个相对狭窄的温度范围,从能量导向柱流出的融化物在还没与相接界面融合时,又将很快再固化。因此,在这种情况下,只要几何原理允许,我们推荐使用剪切连接的结构。
采用剪切连接的设计,首先是熔化小的和最初触的区域来完成焊接,然后当零件嵌入到下起时,继续沿着其垂直壁,用受控的接触面来融化。如图20所示,这样可能性获得强劲结构或很好的密封效果,因为界面的熔化区域不会让周围的空气进来。由于此原因,剪切连接尤其对半晶体树脂非常有用。
剪切连接的熔接深度是可以调节的,深度不同所获得的强度不同,熔接深度一般建议为0.8-1.5mm,当塑件壁厚及较厚及强度要求高时,熔接深度建议为1.25X壁厚。


图21所示为几种基本的剪切式结构:
剪切连接要求一个塑料壁面有足够强度能支持及防止焊接中的偏差,有需要时,底模的支撑高于焊接位,提供辅助的支撑。
下表所示为零件大小尺寸和接触面、零件误差的大概尺寸:
零件最大尺寸 接触面尺寸 零件尺寸允许误差
<18mm 0.2mm-0.3mm ±0.025mm
18mm-35mm 0.3mm-0.4mm ±0.05mm
>35mm 0.4mm-0.6mm ±0.075mm
当零件尺寸大于90mm时,或零件有不规则的形状时,建议不采用剪切连接。这时因为注塑时很难控制误差及变形使其保持一致。如果是上述情况,建议采用能量导向的形式。


图22所示为双面剪切式设计
图23所示为扣式焊线设计,用于高强度,但上下塑料件不接触的情况下,在特殊情况下,可用于增加密封圈的情况。


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