超聲波焊接對整體塑料件的要求

如今超聲波焊接工裝已經在眾多的塑膠焊接行業種廣為推廣，而超聲波焊接又可用在多種材料上，下面我就對塑料件設計中使用超聲波焊接的要點進行舉例說明。
1.1塑料件的結構
塑料件必須有一定的剛性及足夠的壁厚，太薄的壁厚有一定的危險性，超聲波焊接時是需要加壓的，一般氣壓為2-6kgf/cm2 。所以塑料件必須保證在加壓情況下基本不變形。
1.2罐狀或箱形塑料等
在其接觸焊頭的表面會引起共振而形成一些集中的能量聚集點，從而產生燒傷、穿孔的情況，在設計時可以罐狀頂部做如下考慮
（1） 加厚塑料件
（2）增加加強筋
（3）焊頭中間位置避空
1.3尖角
如果一個注塑出來的零件出現應力非常集中的情況，比如尖角位，在超聲波的作用下會產生折裂、融化。這種情況可考慮在尖角位加R角。
1.4塑料件的附屬物
注塑件內部或外部表面附帶的突出或細小件會因超聲波振動產生影響而斷裂或脫落，例如固定梢等。通過以下設計可盡可能減小或消除這種問題：
（1） 在附屬物與主體相交的地方加一個大的R角，或加加強筋。
（2） 增加附屬物的厚度或直徑。

1.5塑料件孔和間隙
如被焊頭接觸的零件有孔或其它開口，則在超聲波傳遞過程中會產生干擾和衰減，根據材料類型（尤其是半晶體材料）和孔大小，在開口的下端會直接出現少量焊接或完全熔不到的情況，因此要盡量預以避免。
1.6塑料件中薄而彎曲的傳遞結構
被焊頭接觸的塑件的形狀中，如果有薄而彎曲的結構，而且需要用來傳達室遞超聲波能量的時候，特別對于半晶體材料，超聲波震動很難傳遞到加工面，對這種設計應盡量避免。

1.7近距離和遠距離焊接
近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在6mm以內，遠距離焊接則大于6mm，超聲波焊接中的能量在塑料件傳遞時會被衰減地傳遞。衰減在低硬底塑料里也較厲害，因此，設計時要特別注意要讓足夠的能量傳到加工區域。
遠距離焊接，對硬膠（如PS，ABS，AS，PMMA）等比較適合，一些半晶體塑料（如POM，PETP，PBTB，PA）通過合適的形狀設計也可用于遠距離焊接。
1.8塑料件焊頭接觸面的設計
注塑件可以設計成任何形狀，但是超聲波焊頭并不能隨意制作。形狀、長短均可能影響焊頭頻率、振幅等參數。焊頭的設計需要有一個基準面，即按照其工作頻率決定的基準頻率面。基準頻率面一般占到焊頭表面的70%以上的面積，所以，注塑件表面的突超等形狀最好小于整個塑料面的30%。一滑、圓弧過渡的塑料件表面，則比標準可以適當放寬，且突出位盡量位于塑料件的中部或對稱設計。
塑料件焊頭接觸面至少大于熔接面，且盡量對正焊接位，過小的焊頭接觸面，會引起較大損傷和變形，以及不理想的熔接效果。