塑料超聲波焊接可以防水,但這取決於塑膠件材料選擇、超聲線設計、塑膠件設計、以及焊接工藝參數等多方麵因素的綜合作用,才能確保防水的可靠性。一旦某個環節出錯,就容易造成不良。
1、超聲波焊接可以防水
經常有工程師在問:塑料超聲波焊接可以防水嗎?
有的工程師回答:不能防水,因為之前曾經用過,不良率很高,客戶投訴;
有的工程師回答:可以防水,有成功案例。
那麽,到底能不能防水?
根據經驗和分析,結論是:塑料超聲波焊接可以防水,但這取決於塑膠件材料選擇、超聲線設計、塑膠件設計、以及焊接工藝參數等多方麵因素的綜合作用,才能確保防水的可靠性。一旦某個環節出錯,就容易造成不良。
2、材料選擇
關於材料選擇、塑膠件設計和焊接工藝參數等,具有防水要求的超聲波焊接必須首先滿足基本的超聲波設計指南。具體請參考“降本設計”公眾號和頭條號的文章。
超聲波焊接需要達到防水要求,則對超聲波焊接的質量和強度提出了更高的要求。
對於無定形塑料,例如PPO、ABS、PC、PC/ABS、PMMA等,因為其容易焊接,也更容易實現防水要求。
而半結晶塑料,例如PA66、PBT,再加上玻纖的影響(玻纖含量過高會影響焊接性能),則很難焊接,要實現防水要求挑戰非常大。
3、塑膠件設計的注意事項
1)超聲線的尺寸
要達到防水要求,超聲線的尺寸需要盡可能的大,以達到提高焊接質量的目的。超聲波尺寸越大,防水性能越好。
2)超聲線轉角處圓角設計
在整個焊接麵上必須有一個封閉的超聲線設計;在超聲線轉角處,則需要進行圓角設計,以避免超聲波溶料堆積,影響焊接質量。
3)凹槽式和剪切式較好
相對於基本型的,使用凹槽式和剪切式的焊接麵比較好。
4)定位
兩個焊接塑膠件之間需要準確定位,首先建議通過使用定位柱或者定位孔等方式進行自我定位;如果這種方式很複雜,則必須通過焊接夾具定位。
5)超聲線等相關尺寸的精度要求
超聲線以及定位特征等相關尺寸必須進精密管控,以確保焊接質量。
6)增加表麵粗糙度
可以在焊接麵上增加表麵粗糙度,以提高焊接質量。
7)使用近程焊接,而不是遠程焊接
8)避免凹凸不平、落差大等複雜超聲波焊接表麵
9)可考慮增加一個密封圈
4、焊接工藝參數
要提高焊接質量和強度,確保焊接防水性能,則焊接工藝參數設置的首要原則是朝著提高焊接能量的方向進行:
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保證足夠大的振幅和頻率
增加焊接時間
增加焊接壓力
而顯然,焊接能量過大,有可能造成塑膠件斷裂和損壞、表麵燙傷和溢料等缺陷,需要在二者之間取得平衡,這可以通過反反複複的調機來實現。
5、另外,關於焊接工藝參數有以下注意事項
1)避免下降速度太快:容易把超聲線壓扁,使超聲線無法發揮導熔的作用,形成假相熔接。
2)焊接時間過長:塑膠件因接收過長時間的熱能,不僅使塑料材質熔化,進而造成塑料組織焦化現象,產生砂孔,水或氣即由此砂孔滲透而出,而且這這種缺陷很難被檢測和發現。