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塑料超声波焊接机操作规程

文章出处:gzhs163 人气:发表时间:2020-01-03 15:02

在超音波熔接作业中,产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形:1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时,产品表面就容易发生烫伤,而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔,也极易产生破裂现象,这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面,有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模),在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接,以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式,不是在瞬间达到的振动摩擦热能,而需靠熔接时间来累积热能,期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果,如此将造成热能停留在产品表面过久,而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素,来克服此种作业缺失。
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解决方法:
1.降低压力。
2.减少延迟时间(提早发振))。
3.减少熔接时间。
4.引用介质覆盖(如PE袋)。
5.模治具表面处理(硬化或镀铬)。
6.机台段数降低或减少上模扩大比。
7.易震裂或断之产品,治具宜制成缓冲,如软性树脂或覆盖软木塞等(此项指不影响熔接强度)。
8.易断裂产品于直角处加R角。
3.制品产生扭曲变形。
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发生这种变形我们规纳其原因有三:

1.本体与欲熔接物或盖因角度或弧度无法相互吻合. 
2.产品肉厚薄(2m/m以内)且长度超出60m/m以上.
3.产品因射出成型压力等条件导致变形扭曲.
所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时,从表面看来好像是超音波熔接的原因,然而这只是一种结果,塑料产品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨,那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上,而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔),6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力,去改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg),包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点,那就是从表面探讨变形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是经完成超音波熔接后,就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前,会因导熔线的存在,而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差,而在完成超音波熔接后,却显现成肉眼可看到的变形。

 

解决方法:
1.降低压力(压力最好在 2kg 以下)。
2.减少超音波熔接时间(降低强度标准)。
3.增加硬化时间(至少 0.8 秒以上)。
4.分析超音波上下模是否可局部调整(非必要时)。
5.分析产品变形主因,予以改善。
4.制品内部零件破坏 


※超音波熔接后发生产品破坏原因如下: 
1.超音波熔接机功率输出太强.
2.超音波能量扩大器能量输出太强.
3.底模治具受力点悬空,受超音波传导振动而破坏.
4.塑料制品高、细成底部直角,而未设缓冲疏导能量的R角.
5.不正确的超音波加工条件.
6.塑料产品之柱或较脆弱部位,开置于塑料模分模在线.
所以当我们的产品经超音波作业而发生变形时,从表面看来好像是超音波熔接的原因,然而这只是一种结果,塑料产品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何种结果。如果没有针对主因去探讨,那将耗费很多时间在处理不对症下药的问题上,而且在超音波间接传导熔接作业中(非直熔),6kg以下的压力是无法改变塑料的轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力,去改变熔接前的变形(熔接机最高压力为6kg),包含用模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点,那就是从表面探讨变形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是经完成超音波熔接后,就很明显的发现变形。其原因乃产品在熔接前,会因导熔线的存在,而较难发现产品本身各种角度、弧度与余料的累积误差,而在完成超音波熔接后,却显现成肉眼可看到的变形。


解决方法:
1.提早超音波发振时间(避免接触发振)。
2.降低压力、减少超音波熔接时间(降低强度标准)。
3.减少机台功率段数或小功率机台。
4.降低超音波模具扩大比。
5.底模受力处垫缓冲橡胶。
6.底模与制品避免悬空或间隙。
7.HORN(上模)掏孔后重测频率。
8.上模掏孔后贴上富弹性材料。
5.产品产生溢料或毛边 


※超音波熔接后产品发生溢料或毛边原因如下:
1.超音波功率太强.
2. 超音波熔接时间太长.
3. 空气压力(动态)太大.
4.上模下压力(静态)太大.
5.上模(HORN)能量扩大比率太大.
6.塑料制品导熔线太外侧或太高或粗.
上述六项为造成超音波熔接作业后产品发生溢料毛边的原因,然而其中最关键性的是在第六项超音波的导熔线开设,一般在超音波熔接作业中,空气压力大约在2~4kg范围,根据经验值最佳的超音波导熔线,是在底部0.4~0.6m/m×高度0.3~0.4m/m 如:此型Δ,尖角约呈60°,超出这个数值将导至超音波熔接时 间、压力、机台或上模功率的升高,如此就形成上述1~6项造成溢料与毛边的原因。


解决方法:
1.降低压力、减少超音波熔接时间(降低强度标准)。
2.减少机台功率段数或小功率机台。
3.降低超音波模具扩大比。
4.使用超音波机台微调定位固定。
5.修改超音波导熔线。
6.产品熔接后尺寸无法控制于公差内 


※在超音波熔接作业中,产品无法控制于公差范围有其下述原因:
1.机台稳定性(能量转换未增设安全系数).
2.塑料产品变形量超出超音波自然熔合范围.
3.治具定位或承受力不稳定.
4.超音波上模能量扩大输出不配合.
5. 熔接加工条件未增设安全系数.

 

解决方法:

1.增加熔接安全系数(依序由熔接时间、压力、功率)。
2.启用微调固定螺丝(应可控制到 0.02m/m)。
3.检查超音波上模输出能量是否足够(不足时增加段数)。
4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。
5.修改超音波导熔线。
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波塑料焊接水、气密导熔线(焊线)设计

  我们欲求产品达到水、气密的功能时,定位与超声波导熔线是成败的重要关键,所以在产品设计时的考虑,如:定位、材质、肉厚,与超声波导熔线的对应比例有绝对的关系。在一般水、气密的要求,导熔线高度应在 0.5~0.8m/m 之范围(视产品肉厚而定),如低于0.5m/m以下,要达到水气密的功能,除非定位设定要非常标准,而且肉厚有 5 m/m 以上,否则效果不佳。一般要求水气密的产品其定位与超音波导熔线的方式如下:

斜 切 式 :适合水密性及大型产品之熔 接,接触面角度 =45°, x=w/2,d=0.3~0.8mm为佳。

阶梯尖式:适合水密性及防止外凸或龟裂之方法,接触面的角度= 45°,x=w/2,d=0.3~0.8mm为佳。

峰谷尖式:适合水密性且高强度熔接,d=0.3~0.6mm 内侧接触面之高度 h 依形状大小而有变化,但 h 约在1~2mm左右。

※以上三种为水气密超声波导熔线设计法。

  产品实施超声波作业无法达到水、气密,除了超声波导熔线、治具定位、产品本身定位等因素外,超声波设定的条件也是一项主因。我们在此更深入探讨引响水气密的另一原因(熔接条件),在我们实施超音波熔接作业时,求效率求快是最基本目标,但往往也忽略了其求效率的要领,正常有两种现象出现:
一、下降速度、缓冲太快:此一形成的速度,使动态压力加上重力加速度将把超声波导熔线压扁,使导熔线无法发挥导熔的作用,形成假相熔接。
二、熔接时间过长:塑料产品因接收过长时间的热能,不仅使塑料材质熔化,更进而造成塑料组织焦化现象,产生砂孔,水或气即由此砂孔渗透而出。这是一般生产技术者最不易发现之处。

 

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