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标题: 【讨论】超声波焊接技术大讨论！(总结中.....) [打印本页]

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 09:09
标题: 【讨论】超声波焊接技术大讨论！(总结中.....)
应版友的要求，需要对超声波焊接有更加详细的认识！
我特开此贴，

希望大家积极讨论！

讨论内容：
1，超声波焊接的原理
2，超声波焊接的应用领域
3，超声波焊接的工艺
4，超声波焊接工艺参数，特性
5，超声波焊接接面的设计

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 09:20
首先，我给大家介绍一下什么是超声波焊.

超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性朔料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结！

它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！

再说明一下,
超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果

超声波的优点：
1，节能
2，无需装备散烟散热的通风装置
3，成本低,效率高
4，容易实现自动化生产！

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 09:43
目前工厂常用的超声波焊接机

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 09:44
超声波焊接机

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 09:45
接下来说明一下
1,超声波焊接机的工作原理!

超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。
焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置！！

振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，
振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，
整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 10:38

版主響應好快,謝了.
我也來借花獻佛一下,不過這當中有些東東我現在還是不能理解透.
第一張

给你加一分，希望再照图作一下说明！

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 10:39
第二張

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 10:39
第三張

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 10:40
第四張

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 10:41
  有個時候依上述這些參數設計,在實際中還是會出問題,看來得請版主多多講解一下了.
  期待ing!

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-14 13:31
2,超声波焊接的应用领域
3,超声波焊接的工艺

焊接：
指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时，
固体材料熔化，完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料，
只要产品的接合面设计得匹配，
完全密封是绝对没有什么问题的，

碟合：
熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。

嵌入：
将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！
类似于模具设计中的嵌件！

作者: kelly 时间: 2002-12-14 16:20
上次我们公司要模具厂家做一个电池盒，电池的上下盖就是用超声波焊接在一起的。那是我第一次接触到超声波焊接的概念，厂方的技术员希望结合处的截面是前面的三种样式，当然具体哪一种就根据你设计的产品的实际情况来定了。第四种情况是不能接受的。可能和rubbin的内容重复了，不过这是我遇到的实际情况，大家看看看看吧。

作者: andylee 时间: 2002-12-14 16:32
  
  嵌入：
  将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。
  具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！
  类似于模具设计中的嵌件！ [/quote]

我以前有做过一个这样的东东，在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金属件，要求用15KG的力都拉不出该金属件，结果出来的东东都凶多吉少，

问题：
1，用超声波打入时，破坏了已有高质量塑胶表面，不但是精度达不到了，个别还出现凹凸什么的

2，打好的东东放几天之后出现裂纹，使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好控制，大了--开裂，小了--能承受的拉力不够

3，垂直度不好控制，装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的

最后不得不改用其它方式作罢

版主，能不能请你就这些问题也谈一谈？期待。。。

作者: cmk123cn 时间: 2002-12-14 17:40
关于超声的截面形状，就不说了，我这里增加一个对与三角形截面超声的底下平台的尺寸，一般我在手机电池中所做的超声线采用3角形，尺寸高度0.3--0.4，角度采用60度，在电池中，由于壁厚有限，一般只有0.7--1.0，我们尽量会采用RUBBIN所说的STEP JOINT方式，但是平台的尺寸我们一般会做到0.6以上，否则容易出现超声线往里面跑，超声不牢，另外一种就是壁厚足够，采用我图上所示的那种形状，里面做个筋挡住它，这样的超声效果一般都很好

不错！经验之谈,加分!!

作者: cmk123cn 时间: 2002-12-14 17:42
图2

作者: cmk123cn 时间: 2002-12-14 17:50
另外还需注意一下超声线的长度，太长了塑胶超声时没地方跑，不容易压下去，需要用较大的振幅才可以，我常做的超声线长度一般为3-4MM

作者: tb 时间: 2002-12-14 17:56
多谢各位了

作者: rubbin 时间: 2002-12-14 23:13

首先，谢谢版主给我加分鼓励。
其实我在实际的设计中一般也是采用“cmk123cn”兄所讲的那种形式，一般的情况为了更好的保机壳上下盖在超音波熔接之后的强度，可以将上下盖的高度做得不一至，即打破传统的设计观念，不将Case从中间分开，而是整个高度尺寸上下盖可以做得高一点，上盖的高度尺寸可以做得小一点，这样在超音波熔接之后一般的情况下强度会较中分的要好得多。
同时还要注意一点的是，一般的情况我是将音波线做在上盖上，而凹槽部分做在下盖上，这样做当然也是为提高其强度（个人看法）。
对于音波线的高度我一般的情况下会取得比较大，因为根据前次我所讲的IEC标准，如音波线的高度做得太小了，则无法通过此检验标准的。
以下是我在设计中常用的取值标准：音波线的H=0.9~1.0mm，形状呈三角形，音波线的W=1.2mm左右(当然底部还会有一节过渡段，H=1.5mm左右；下盖的凹槽：H=1.5~1.6mm,W=1.5~1.6mm。这样熔接之后的美观线高度一般会在0.5mm以下，尺寸做得好可以达0.3mm以下的美观线（这个看你自己怎么定了）。
上面cmk123cn兄所讲的在做音波线时提到了做成虚线的形式，其实这一招在平时也是满有道理的：
1.可以减少溢胶的可能性，一般情况下，做成虚线的音波线很少会有溢胶的现象的啦。
2.有很好的熔接效果，其实这一点我还存在有一点点困惑的，依我个人认为，虚线音波线的熔接强度应该要比实线音波线的熔接强度低一些。兄弟们可别拿砖头扔我哦，说错了请指正。

好了，后天我贴个示意图上来，现在是在网吧上网的，没办法了。

期待。。。

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-15 21:01
希望大家积极讨论！！
讲出实际工作经验，和帮助别人解决问题的都会视情况，，加分！！！

作者: Harman 时间: 2002-12-15 23:29
受益非浅！！！
是不是无论焊接件有多大，焊接线的尺寸都如楼上的兄台所述？
其实我觉得被焊接零件的定位设计也很重要，如果定位面离结合面的距离不合适可能会导致能量的浪费；结合面变形；过多的能量会同过零部件本身传到其他部位，破坏应力较大的部位；
请指教，呵呵！！！

作者: cmk123cn 时间: 2002-12-16 09:25
在设计超声模具时，象我所贴图中的电池上壳是做在下模，下壳(绿色的)做在上模，因为下壳比较浅，这样超声时能量损失会比较小

作者: pink_floyd 时间: 2002-12-16 11:57
我想上述大家所提到的都是很好的经验之谈，但是我想如果能在结合到塑料的成分及塑焊机的工艺参数的话，应该就更全面了。
比如，材料的选择与机器的配套
          不同材料的塑焊
         对不同的产品选用什么样的机器
         在塑焊时，前面的工作该如何准备
         等等！

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-16 12:23

pink_floyd wrote:
我想上述大家所提到的都是很好的经验之谈，但是我想如果能在结合到塑料的成分及塑焊机的工艺参数的话，应该就更全面了。
  比如，材料的选择与机器的配套
         不同材料的塑焊
         对不同的产品选用什么样的机器
         在塑焊时，前面的工作该如何准备
         等等！

你们可以先谈谈!

随后我会给大家做一个总结!!

作者: rubbin 时间: 2002-12-16 18:26
  圖片來了,但是事先聲明,這只是本人在實際設計中用到的經驗數據,各位可以做個參考.
  第一張

作者: rubbin 时间: 2002-12-16 18:57
版主:為什麼我第二張貼不上來啊?
試了兩次都提示此貼已發表過了,是什麼原因啊?

有时候是有这种情况的！
你多打几个字在上面就不会啦！！

作者: rubbin 时间: 2002-12-16 18:59
第2張

作者: rubbin 时间: 2002-12-16 19:03
費了九牛二虎之力才傳上來.
以上是我在雙邊熔接時所常用的數據,而如果因機殼的內壁空間不夠時,可以考虙用單邊熔接,但是熔接強度肯定要低一些的,不過在做單熔接時一定要注意的是音波線不可以太高了,一般應在0.5mm以下(三角形的高度),如果大於此數據在做熔接時一定會出現中間錯位的現象.

作者: rubbin 时间: 2002-12-20 20:50
版主，怎么几天不来，这里变得如此冷清了？

是不是到时候该版主做个总结了？

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-20 21:01

rubbin wrote:
版主，怎么几天不来，这里变得如此冷清了？
是不是到时候该版主做个总结了？

这几天我来了呀！！
只是我没有多少时间！
快到年底了手里的两个产品也该结案啦！
过几天吧！
我会给大家做总结的！！

作者: linda 时间: 2002-12-21 09:16

rubbin wrote:
版主，怎么几天不来，这里变得如此冷清了？
是不是到时候该版主做个总结了？

我也来了呀，不过现在手头有项目在赶，暂时没时间总结，抱歉。

作者: rubbin 时间: 2002-12-21 21:42

不好意思了，误会各位版主了，期待各位版主的总结ing！

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-23 15:49
弯曲/生成
音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。这种方式的优势在于处理的快速，较小的内压，良好的外观及对材料本性的克服。

点悍
点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。点焊也能产生一个强有力的粘合构造，尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。

剪  切
  切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。用这种方法密封的边缘不开裂，且没有毛边、卷边现象。

纺织品/胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合，还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-23 15:51
聚合物：热塑性与热固性

将单体结合在一起的过程称为“聚合”。聚合物基本可分为两大类：热塑性和热固性。热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型，基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的，再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化，所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-23 15:52
影响超音波焊接的因素

说起热塑塑料的可焊接力，不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硬度）、化学结构。

聚合物结构

非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度（Tg玻璃化温度）。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。
半结晶型聚合物分子排列有序，有明显的熔点（Tm熔化温度）和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的，能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面，帮要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化热度）才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态，这也决定了这类材料熔点的明显性，熔化的材料一旦离开热源，温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性（例如：高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备）才能取得超声波焊接的成功。

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-23 15:52
熔化温度

聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多.

硬度（弹力系数）

材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来，愈硬的材料其传导力愈强。

作者: rubbin 时间: 2002-12-23 18:22

鼓掌,謝謝版主的總結!::y

作者: hardy78 时间: 2002-12-25 13:17
版主辛苦！

作者: cabaney 时间: 2002-12-25 14:15

andylee wrote:

嵌入：
将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！
类似于模具设计中的嵌件！

我以前有做过一个这样的东东，在一个表面要求较高的塑胶件是垂直打入一个带内螺丝的金属件，要求用15KG的力都拉不出该金属件，结果出来的东东都凶多吉少，

问题：
1，用超声波打入时，破坏了已有高质量塑胶表面，不但是精度达不到了，个别还出现凹凸什么的

2，打好的东东放几天之后出现裂纹，使得预留孔与金属件的干涉量一点都不好控制，大了--开裂，小了--能承受的拉力不够

3，垂直度不好控制，装上螺丝之后发现它老人家居然是斜的

最后不得不改用其它方式作罢

  版主，能不能请你就这些问题也谈一谈？期待。。。 [/quote]

我来说说，出现以上情况，主要是因为你的金属件结构不合理。这种场合的金属件（铜套）外表一般都要采用花纹（滚花）或者条文，花样很多，有专业的厂家制造！而且中间腰部还要切一圈，类似于“退刀槽”一样的结构，然后在塑胶件孔内预留单边0.1～0.2（根据花纹的粗细）过盈量，再采用超声波压入，用夹具保证垂直即可！

零的突破！！

::{

作者: wudaoyu 时间: 2002-12-26 16:33

cmk123cn wrote:
另外还需注意一下超声线的长度，太长了塑胶超声时没地方跑，不容易压下去，需要用较大的振幅才可以，我常做的超声线长度一般为3-4MM

cmk123n兄：　如果該產品是防水產品，你的分段超聲線是否導致漏水呢？

作者: 孤独剑 时间: 2002-12-26 16:38

wudaoyu wrote:

  
cmk123n兄：　如果該產品是防水產品，你的分段超聲線是否導致漏水呢？

对防水产品来讲，

应该是不可取的！！

作者: wudaoyu 时间: 2002-12-26 16:44

孤独剑 wrote:

  
对防水产品来讲，
应该是不可取的！！

孤独兄：可以開個防水產品結構設計的討論會？，要置頂的

作者: lihn918 时间: 2003-4-8 09:41
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: lihn918 时间: 2003-4-8 09:43
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: lihn918 时间: 2003-4-8 09:48
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: mustang 时间: 2003-4-8 14:46
thanks

作者: baiyears 时间: 2003-4-9 11:01
看了一下，获益匪浅，自己整理了一下，如果有人需要，拿去用。

作者: lihn918 时间: 2003-4-10 08:38
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 水金木火土 时间: 2003-4-16 16:40
《塑料注塑制件设计》（美）罗伯特 A.马洛伊著赵树高等译化学工业出版社看看这本吧，有比较详细的介绍！

作者: czrey 时间: 2003-7-4 11:55
专业一点好吗,超音波焊接技术有很多种三角形的音波线只是最普通的一种，还有干涉设计只是现在不能上传资料一般三角形的音波线底边是塑件厚的1/4高是底边的一般强度决定于底边长度。就说这些吧

作者: woodschen 时间: 2003-7-30 12:06
电池包装用的很多,主要是那种不拆卸的产品中应用,而且本身能达到防水密闭的效果,
熔接之后很难分开.外观很好

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:10
超音波熔接 - 机构设计资料
以下资料不错,只可惜是英文.
Totel 19ea splited files:
1/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:14
2/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:17
3/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:21
4/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:25
5/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:28
6/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:31
7/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:34
8/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:35
9/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:37
10/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:39
11/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:42
12/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:44
13/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:46
14/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:47
15/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:47
16/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:48
17/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:49
18/19

作者: Jo_hn_zh 时间: 2003-7-30 14:52
19/19
Finished
如大家觉得不错,还望版主加分.

作者: jamesqzz 时间: 2003-7-30 20:15
我也做过这类设计

作者: ydccyds 时间: 2003-7-31 18:51

孤独剑 wrote:
目前工厂常用的超声波焊接机

目前常用的超声波焊接机大概多少钱一台？

作者: 小器99 时间: 2003-8-6 19:09
有家德国的厂家到我们公司推销，最便宜的大概是20万美元，还给我们讲课，可惜公司没买
国产的听说很便宜的

作者: muyuandong 时间: 2003-8-13 19:15
谢谢

作者: sungo 时间: 2003-8-16 12:44
多谢我们公司大多采用超声波焊接,成本低生产效率高.
但是,间隙问题和内部骨位震短问题让人头痛.

见图一

作者: sungo 时间: 2003-8-16 12:46
后该成图二.
问题解决.
谁有相关的软件可以分析震动情况.
我只知道I-DEAS可以,可是不会用.

作者: lakers_deng 时间: 2003-8-17 14:07
看了各位的貼子﹐實在讓小弟受益非淺﹐但是我自已在從事結構設計的時候確很少用到超聲波熱熔﹐原因很簡單﹐有時不牢固﹐很想請教各位﹐你們用到超聲波熱熔的時候一般是些什么產品? 此產品需要做一些比如跌落測試嗎?超聲波熱熔后測試會過嗎?

作者: syzgzgzg 时间: 2003-8-31 20:55
虽然我不是ME，但也见过超声波焊。今天一看恍然！！！
水很深啊！：）
等待斑竹的点睛之笔！！

作者: no1zh007 时间: 2003-10-14 19:07
看了各位的貼子﹐實在讓小弟受益非淺﹐但是我自已在從事結構設計的時候確很少用到超聲波熱熔﹐原因很簡單﹐有時不牢固﹐很想請教各位﹐你們用到超聲波熱熔的時候一般是些什么產品? 此產品需要做一些比如跌落測試嗎?超聲波熱熔后測試會過嗎?

我们公司是做电表的，上盒材质为ABS，窗口为PC，二者采用超声焊接。该工艺经多年应用，效果不错。不过超生线的设计得注意，否则焊不牢。

作者: bes0405 时间: 2003-11-25 19:56
能不能講講塑膠與五金之間的超聲焊接方法!!

作者: dxs251 时间: 2004-1-13 11:31
請問哪位大哥知道﹕利用超聲波鉚接后﹐上下殼鉚縫間隙是多少﹖有沒有沒有間隙的﹖影響此間隙的因素有哪些?現在我們有一客戶﹐要求鉚接后上殼鉚縫沒有一點間隙﹐即從外觀上看上下殼為一體。而我司一般標准大約在0.7+/-0.2mm左右﹐最嚴的有只能做到0.5+/-0.2mm。現在我們鉚接時很難達到﹐鉚縫沒有一點間隙﹐因為鉚合時很難做到均勻﹐有些地方已上下一體了﹐但有些地方還有縫隙?我不知道大家能不能明白我上面所說的﹐如不能明白我發個草圖。

作者: rdsimon 时间: 2004-2-6 20:36
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: ZHUGH123 时间: 2004-2-7 20:10
顶一下

作者: xxlai 时间: 2004-3-2 19:14
顶！！

作者: alfred.lcl 时间: 2004-3-3 08:38
好

作者: kens 时间: 2004-3-18 16:20
电镀过的产品可以超声波？

作者: 不再逍遥 时间: 2004-3-20 13:11
谢谢版主与各位大虾
小弟受益匪浅
期待更多学习资料

作者: willbet 时间: 2004-3-25 18:20
ding

作者: kdmsw 时间: 2004-3-27 15:13
頂一下

作者: zhp_888 时间: 2004-4-16 09:50
谢谢！前段时间这超声波困扰我很久，早就该来。

作者: chilelu666 时间: 2004-4-21 08:40
请问ABS与透明PC能焊接吗，如何加工？
ABS与SUS304￥0。3MM能焊接吗？如何加工！
期待！！！！

作者: WARRIOR 时间: 2004-4-25 14:06
thanks

作者: irismin 时间: 2004-6-11 14:18

chilelu666 wrote:
请问ABS与透明PC能焊接吗，如何加工？
  ABS与SUS304￥0。3MM能焊接吗？如何加工！
  期待！！！！

通常不采用ABS与PC超，焊接的情况不是很好，可用ABC与透明压克力超

作者: lgt 时间: 2004-6-30 00:33
先顶一下，受益不浅！

作者: ojj 时间: 2004-7-12 18:30
电镀的好像不行

作者: sunyang 时间: 2004-7-12 19:49
因为电池空间越来越小，我在有的产品把超声平台做一个斜面防止超声时打滑
超声材料用ABS最好，同种材料对同种材料超声效果较好

作者: bcciqje 时间: 2004-7-14 18:17
超音焊最好是同种材料，要不然很易不牢固

作者: Harman 时间: 2004-8-10 00:51
Why I can't download attached files?

作者: thunny 时间: 2004-8-11 16:56
下了很多
也该顶顶了
用力顶

作者: caifu 时间: 2004-8-11 21:33
顶,十分感谢!

作者: LZM_16888 时间: 2004-8-20 15:17
ding

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