4.2.1 在进行焊接时,需要对焊件施加必要的压力,同时严格控制焊接时间和超声功率。压力、时间、功率是确保焊接质量的三要素。
焊接压力:对焊件施加压力是为了给声组件形成一个较为稳定的焊接负载。由于对焊件施加静压力,焊件材料将由弹性向塑性过渡,这样,材料的粘弹系数增加了,就能吸收更多的超声能量。静压力还促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气,从而达到水密和气密。
延时时间:当焊头对焊件施加压力达到某一预定值时,才触发超声发生器工作,使超声发生器一开始就处于负载相对稳定的工作状态。这有利于提高焊接质量,对设备稳定可靠的工作也是很重要的。
焊接时间:由于焊机的输出功率是一定的,焊件得到的能量与超声作用时间成正比,所以选择焊接时间是关键。焊接时间短了,出现虚焊,焊接时间长了,造成焊件变形,熔渣溢出,有时还会在非焊接部位出现热斑(变色)。焊接时间以短为好,一般在1秒以内,所以可以选择功率大一点的焊机。焊接时间需经过多次试验才能确定。
保压时间:超声停止后,焊件还要在压力下保持一段时间,以便冷却定型。
4.2.2 除了焊接设备外,来之于塑料内部或外部的各种因素,对焊接质量有一定的影响,应当引起重视。
塑料的吸湿性:如果焊接潮湿的塑胶零件,水将在100℃时作为蒸汽跑出来在焊接面上出现气泡。这样一来,焊接面就失去了气密性。吸湿较为严重的有尼龙、丙烯酸和聚砜。用这些材料做的零件,焊前必须采取干燥措施。并贮存在聚乙烯袋里。
塑料中的填充物如玻璃纤维、滑石、云母,它们改变了材料的物理特性。塑料中填充料的含有率对塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系。含有20%以内的填充料的塑料能正常进行焊接,不需要特殊的方法和设计。在这个范围内还可以改善某些塑料的可焊性。这时难以焊接的聚乙烯即使在远场也可以焊接了。当填充物超过20%时,因塑料表面存在着颗粒,焊头磨损就成了问题。这时,焊头要选用热处理过的钢或钛合金。填充物超过30%时,由于表面树脂不足,要求气密是不可能的。当填充物超过40%时,在焊接面上因缺少树脂而出现严重的沟道。
4.2.3 焊接面形状:
在超声塑料焊接中,焊件的焊接面形状设计是十分重要的。好的焊接面形状可以节省焊接能量,缩短焊接时间,提高焊接质量。焊接面形状的选取,取决于焊接材料,焊接类型以及质量要求。
焊接面形状一般在焊件模塑成型时做定,所以模具设计 师应了解超声焊接的基本原理和工艺要求。
结构特征:
超声波塑焊机由机械系统、气压系统、电器系统三部分组成。