Факторы, влияющие на успех ультразвуковой сварки пластмасс

Мы все знаем основные правила ультразвуковой сварки，высокочастотная электрическая энергия превращается в высокочастотную механическую энергию，эта повторяющаяся вибрация передается на термопластик или металл. ,  генерирует трение и энергию между пластиком ,  пластик к металлу или металл к металлу.

В процессе ультразвуковой сварки， тепло, возникающее в результате трения, расплавляет две пластиковые поверхности друг в друге. В процессе ультразвуковой клепки при сварке наконечник контролирует направление потока расплавленного пластика，формирует, а затем прижимает. в процессе ультразвуковой запрессовки гайки， сварочный наконечник впрыскивает гайку в пластик.

Можно выбрать различные конфигурации ультразвуковой системы с разными частотами (15–50 кГц) и мощностью (600–4800 Вт) ， или различными методами управления ， например, пневматическим ультразвуковым сварочным аппаратом ， сервоприводом. ультразвуковой сварочный аппарат или различные приложения, такие как ручной сварочный аппарат & #65292; нестандартный ультразвуковой сварочный аппарат & #65292; сварочный аппарат для металла и т. д.

На результат ультразвуковой сварки влияет множество факторов: Форма (верхний рожок плюс нижнее приспособление)， частота， материал， конструкция сварочной линии， параметры сварки и запасные части для впрыска и т. д.

Частота сварочной системы

Типичная частота сварки включает 15 кГц， 20 кГц， 30 кГц， 35 кГц， и 40 кГц. Соответствующую частоту сварки можно выбрать в зависимости от размеров изделия. ,  Типы внутренних электрических компонентов ,  прочность сварки ,  результат сварки и т. д. В принципе, можно назвать следующие принципы.:

Для небольших и высокоточных электронных изделий (содержащих печатную плату и микроэлектронный компонент внутри) сварка корпуса , Часто используется ультразвуковой сварочный аппарат с частотой 40 кГц. Он имеет меньшую амплитуду и меньшее сварочное давление, чтобы избежать повреждения внутренних электронных компонентов.

1. Для небольших изделий с высокими требованиями к внешнему виду Можно использовать ультразвуковой сварочный аппарат с частотой 40 кГц. Меньшая амплитуда и давление помогают сварке выглядеть лучше.

2. Для сварки пластмасс среднего или большого размера обычно применяется частота 15 кГц или 20 кГц.

3. Для относительно мягкого материала, такого как ПП ,  или материал с тонкой плохой жесткостью ,  низкая частота и большая амплитуда, обычно применяется сварочный аппарат с частотой 15 кГц.

4. Для сварки в дальней зоне-сварка например, звуковой сигнал находится далеко от линии сварки. ,  если это расстояние больше 12 мм , в этом случае Можно использовать ультразвуковой сварочный аппарат с частотой 15 кГц.

5. Сварочный аппарат с частотой 20 кГц подходит для сварки пластика большинства малых и средних размеров. ,  которая также является наиболее широко используемой частотой в ультразвуковых приложениях.

Материал

1. Для ультразвуковой сварки пластмасс ， это применимо только к сварке термопластов, поскольку термопласт может плавиться в определенном диапазоне температур. Для термореактивных пластиков ,  он разлагается при нагревании, поэтому его нельзя сваривать ультразвуком.

2. Свариваемость термопласта зависит от его жесткости. ,  модуль упругости ,  плотность ,  коэффициент трения ,  коэффициент теплопроводности ,  удельная теплоемкость， температура стеклования (TG) или температура плавления (TM).

3. Как правило,  материал с хорошей жесткостью обладает превосходной способностью к сварке в дальней зоне, поскольку легко передает энергию вибрации. ,  мягкий материал с низким модулем упругости будет трудно сваривать, поскольку он уменьшает ультразвуковую вибрацию. Напротив ,  для заклепочной или точечной сварки ,  чем мягче материал ,  тем легче сварка.

4. Обычно ,  Пластики делятся на два типа — аморфные и кристаллические. Ультразвуковая энергия легко передается в аморфном материале, поэтому его легко сваривать. Однако ,  Ультразвуковой энергии нелегко передаваться в кристаллическом материале, поэтому ультразвуковому сварщику требуется большая амплитуда и энергия для сварки кристаллического материала. ,  линия сварки также должна быть тщательно спроектирована.

5. На свариваемость могут также влиять такие факторы, как содержание воды. ,  выпускающий агент ,  смазка ,  пластификатор ,  усилители наполнителей, пигменты, антипирены и другие добавки, а также настоящие марки смол. Кроме того, следует обратить внимание и на степень совместимости различных материалов. Существует определенная степень совместимости между определенными марками одних материалов и отсутствием других.

Следует учитывать, является ли сварка сваркой в ​​ближнем или дальнем поле. Расстояние между сварочным наконечником, контактирующим с пластиковой деталью, и линией сварки менее 6 мм называется сваркой в ​​ближнем поле, если расстояние больше 6 мм, то оно называется сваркой в ​​дальнем поле. Чем длиннее расстояние, тем больше затухание вибрации， тем тяжелее сварка. 

Инструменты & сварочная головка

Как правило, клиенты выбирают инструменты и сварочные головки одной и той же марки. Фактически, если частота такая же, как у оборудования, можно выбрать и другие марки.

Материалом сварочного рупора может быть алюминий, титан или твердый сплав стали. Материалом инструмента может быть алюминий, нержавеющая сталь и полимерная форма. Выбор материала обычно зависит от типа материала, содержания стекловолокна в материале, структуры и размера разъема, прочности сварки и срока службы. Например, чтобы продлить срок службы сварочного рупора, можно использовать твердосплавную сталь.

Ультразвуковой сварочный рупор может быть спроектирован и оптимизирован с помощью FEA (анализ методом конечных элементов), который позволяет инженеру оценить вибрацию и давление сварочной головки перед фактическим производством. Оптимальная конструкция сварочного рупора — это конструкция с равномерной выходной амплитудой и минимальным напряжением. На рисунке выше слева показана конструкция сварочного рупора до оптимизации, справа — конструкция сварочного рупора после оптимизации.

В процессе проектирования и изготовления сварочного рупора симметрия рупора имеет жизненно важное значение, асимметричный рупор приводит к неосевой вибрации, которая увеличивает напряжение рупора и приводит к его неработоспособности.

Хорошая конструкция оснастки также важна, толлинг выполняет две основные функции: выравнивание деталей под сварочным рожком и жесткой опорой зоны сварки. Жесткая опора помогает отражать ультразвуковую энергию на линию сварки, поэтому инструменты обычно изготавливаются из металлических заготовок.

Чтобы увеличить долговечность сварочного рупора и продлить срок его службы, поверхность сварочного рупора можно обработать  с обработкой карбидом вольфрама или хромированием. Инструменты могут быть разделены на секции, чтобы лучше соответствовать продуктам. .

Параметры сварки

Параметры сварки влияют на результат сварки в процессе сварки. К этим параметрам относятся амплитуда, сварочное давление, давление срабатывания, расстояние сварки и энергия.

Для разных пластиковых материалов требуется разная амплитуда, амплитуда обычно регулируется в процентах программного обеспечения или регулируется путем изменения усилителя с другим соотношением. Сварочное давление можно регулировать с помощью поворотной кнопки или настройки программного обеспечения. Триггер давления - это когда давление достигает заданного значения после определенного давления на пластиковые детали, запускается ультразвук, значение регулируется поворотной кнопкой или настройкой программного обеспечения.

Несколько режимов управления в процессе сварки:

Режим времени

Энергетический режим

Режим дистанционной/позиционной сварки

Для разных пластиков используются разные режимы сварки. Например, тонкий пластик обычно использует энергетический режим, изделия с большими допусками на размеры свариваются в дистанционном режиме, изделия с высокими требованиями к допускам свариваются в позиционном режиме.

Кроме того, вы можете контролировать все параметры процесса сварки, а также устанавливать диапазон квалификации параметров, чтобы избежать неисправности заготовок.

Сварка пластика представляет собой специальную обработку, на ранней стадии разработки продукта следует тесно сотрудничать с производителем ультразвукового оборудования, используя его опыт, чтобы оценить структуру продукта и конструкцию сварочной линии, а также протестировать образец продукта, чтобы значительно повысить уровень квалификации в более поздний процесс массового производства.

Для большего количества сварщиков пластика , см. ссылку ниже: 

Аппарат для сварки пластика нажмите здесь

и здесь