剪切型超聲波焊接線的設計

剪切型超聲波焊接線設計

　　在半晶體塑料（如尼龍、乙縮醛、聚丙烯、聚乙烯和熱塑聚脂）的熔接中，采用能量導向的連接設計也許達不到理想的效果。這是因為半晶體的樹脂會很快從固態(tài)轉(zhuǎn)變成融化狀態(tài)，或者說從融化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，而且是經(jīng)過一個相對狹窄的溫度范圍，從能量導向柱流出的融化物在還沒與相接界面融合時，又將很快再固化。因此，在這種情況下，只要幾何原理允許，我們推薦使用剪切型超聲波焊接線設計。

　　采用剪切型超聲波焊接線設計的設計，首先是熔化小的和最初接觸的區(qū)域來完成焊接，然后當零件嵌入到一起時，繼續(xù)沿著其垂直壁，用受控的接觸面來融化。如圖20所示，這樣，可獲得強勁結(jié)構(gòu)或很好的密封效果，因為界面的熔化區(qū)域不會讓周圍的空氣進來。由于此原因，剪切連接尤其對半晶體樹脂非常有用。

　　剪切型超聲波焊接線的熔接深度是可以調(diào)節(jié)的，深度不同所獲得的強度不同，熔接深度一般建議為0.8-1.5mm。當塑料件壁厚較厚及強度要求高時，熔接深度建議為1.25x壁厚。

圖21所示為幾種基本的剪切式結(jié)構(gòu)：

　　剪切型超聲波焊接線要求一個塑料壁面有足夠強度能支持及防止焊接中的偏差。有需要時，底模的支撐高于焊接位，提供輔助的支撐。

下表所示為零件大小尺寸和接觸面、零件誤差的大概尺寸：

當零件尺寸大于90mm時，或零件有不規(guī)則的形狀時，建議不采用剪切連接。這是因為注塑時很難控制誤差及變形使其保持一致。如果是上述情況，建議采用能量導向的形式。

圖22所示為雙面剪切型超聲波焊接線設計

圖23所示為扣式焊線設計，用于高強度，但上下塑料件不接觸的情況下。在特殊情況下，可用于增加密封圈的情況。

　　剪切焊點一般用于需要密封的焊件。要注意的是采用能量控制器焊點也可以進行密封，但剪切焊點能常更好?！?/span>

　　需要注意的是，為了達到所要求的均勻焊接，尺寸公差要求相對較高，這是剪切焊點的一個主要缺點。因此當焊件尺寸較大時，一般不宜采用剪切焊點。剪切焊點的另一個缺點是，焊件的幾何形狀無法保證，在沒有剪切焊點所要求的足夠的支撐部位時，需要設計復雜的夾具。因為如果不能支撐整個焊件，當上部分焊件切進下部分焊件時，焊件向外彎曲，這會減少實際過盈量，導致弱焊。如果夾具可以均勻地支撐整個焊接面，那么夾具中需要有可移動部分，以便焊接結(jié)束后取下焊成件，這非常重要。解決這個問題的一個辦法是采用雙剪切焊點剪切型超聲波焊接線設計。