什麼樣的材料和外型適合超聲波焊接模具的設計
？

什麼樣的材料和外型適合超聲波焊接模具的設計
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也許超聲波焊接最關鍵的方麵是接頭設計（兩個配合麵的配置）。

當要焊接的部件仍處於設計階段時

，應考慮並將其結合到模製部件中。

有各種各樣的接頭設計，每個都有特定的功能和優點。

它們的選擇取決於塑料類型，零件幾何形狀，焊接要求，機械加工和成型能力以及外觀等因素。

容易焊接的零件往往具有以下特點：

相對平坦的表麵(有限的表麵)

，這樣就可以實現良好的喇叭接觸。

焊接接頭區域上方的表麵麵積

具有足夠剛性的側壁將能量傳遞給焊接接頭

設計合理的焊接接頭

當dang然ran
，每mei個ge部bu分fen都dou是shi獨du一yi無wu二er的de，所suo以yi要yao知zhi道dao任ren何he設she計ji是shi否fou適shi用yong於yu任ren何he裝zhuang配pei方fang法fa，需xu要yao與yu一yi位wei知zhi識shi淵yuan博bo的de專zhuan業ye人ren士shi交jiao談tan，他ta們men可ke以yi幫bang助zhu評ping估gu設she計ji
，考kao慮lv裝zhuang配pei需xu求qiu
，並bing找zhao到dao正zheng確que的de解jie決jue方fang案an。

能量傳導的設計考慮要點：

能量傳導器的對接是超聲波焊接中最常見的接頭設計，最容易成型的部分。這種模具接頭的主要特征是有一個小的90˚或60˚三角形焊接線，設計在在一個配合界麵上。
該能量傳導器將初始接觸限製在非常小的區域
，並將超聲能量聚焦在三角形的頂點。
在焊接循環期間，集中的超聲能量使脊部熔化並且塑料在整個接合區域中流動，將部件結合在一起。
對於易於焊接的樹脂（無定形聚合物
，如ABS，SAN，丙烯酸和聚苯乙烯），能量導向器的尺寸取決於要連接的區域。實際考慮建議最小高度在.008到.025英寸（.2和.6毫米）之間。
結(jie)晶(jing)聚(ju)合(he)物(wu)，如(ru)尼(ni)龍(long)，熱(re)塑(su)性(xing)聚(ju)酯(zhi)
，乙(yi)縮(suo)醛(quan)，聚(ju)乙(yi)烯(xi)，聚(ju)丙(bing)烯(xi)和(he)聚(ju)苯(ben)硫(liu)醚(mi)

，以(yi)及(ji)高(gao)熔(rong)融(rong)溫(wen)度(du)的(de)無(wu)定(ding)形(xing)樹(shu)脂(zhi)
，如(ru)聚(ju)碳(tan)酸(suan)酯(zhi)和(he)聚(ju)碸(feng)
，更(geng)難(nan)以(yi)焊(han)接(jie)。對(dui)於(yu)這(zhe)些(xie)樹(shu)脂(zhi)，通(tong)常(chang)建(jian)議(yi)使(shi)用(yong)最(zui)小(xiao)高(gao)度(du)在(zai).015和.020英寸（.4和.5 mm）之間且能夠提供60°角的能量控製器。

一般來說，超聲波模具設計考慮的方麵包括：超聲波模具振幅，超聲波模具模具頻率參數
，超聲波模具加工精度，超聲波模具使用壽命等幾個方麵。

超(chao)聲(sheng)波(bo)焊(han)接(jie)模(mo)具(ju)設(she)計(ji)包(bao)括(kuo)超(chao)聲(sheng)波(bo)模(mo)具(ju)振(zhen)幅(fu)，超(chao)聲(sheng)波(bo)模(mo)具(ju)模(mo)具(ju)頻(pin)率(lv)參(can)數(shu)
，超(chao)聲(sheng)波(bo)模(mo)具(ju)加(jia)工(gong)精(jing)度(du)，超(chao)聲(sheng)波(bo)模(mo)具(ju)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)以(yi)下(xia)內(nei)容(rong)，一(yi)起(qi)學(xue)習(xi)焊(han)接(jie)知(zhi)識(shi)。

1、超聲波模具的振幅
振(zhen)幅(fu)對(dui)於(yu)需(xu)要(yao)焊(han)接(jie)的(de)材(cai)料(liao)來(lai)說(shuo)是(shi)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)參(can)數(shu)，相(xiang)當(dang)於(yu)鉻(ge)鐵(tie)的(de)溫(wen)度(du)

，溫(wen)度(du)達(da)不(bu)到(dao)就(jiu)會(hui)熔(rong)接(jie)不(bu)上(shang)
，溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)就(jiu)會(hui)使(shi)原(yuan)材(cai)料(liao)燒(shao)焦(jiao)或(huo)導(dao)致(zhi)結(jie)構(gou)破(po)壞(huai)而(er)強(qiang)度(du)變(bian)差(cha)。因(yin)為(wei)每(mei)一(yi)家(jia)公(gong)司(si)選(xuan)擇(ze)的(de)換(huan)能(neng)器(qi)不(bu)同(tong)，換(huan)能(neng)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)振(zhen)幅(fu)都(dou)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)，經(jing)過(guo)適(shi)配(pei)不(bu)同(tong)變(bian)比(bi)的(de)變(bian)幅(fu)杆(gan)及(ji)焊(han)頭(tou)，能(neng)夠(gou)校(xiao)正(zheng)焊(han)頭(tou)的(de)工(gong)作(zuo)振(zhen)幅(fu)以(yi)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu)，通(tong)常(chang)換(huan)能(neng)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)振(zhen)幅(fu)為(wei)10—20μm，而工作振幅一般為30μm左右

，變幅杆及焊頭的變比同變幅杆及焊頭的形狀，前後麵積比等因素有關
，形狀來說如指數型變幅
、函數型變幅、階jie梯ti型xing變bian幅fu等deng，對dui變bian比bi影ying響xiang很hen大da
，前qian後hou麵mian積ji比bi與yu總zong變bian比bi成cheng正zheng比bi。貴gui公gong司si選xuan用yong的de是shi不bu同tong公gong司si品pin牌pai的de焊han接jie機ji，最zui簡jian單dan的de方fang法fa是shi按an已yi工gong作zuo的de焊han頭tou的de比bi例li尺chi寸cun製zhi作zuo，能neng保bao證zheng振zhen幅fu參can數shu的de穩wen定ding。

2
、超聲波模具模具頻率參數
任何公司的超聲波焊接機都有一個中心頻率，例如20KHz

、40KHz等，焊接機的工作頻率主要由換能器（Transducer）
、變幅杆（Booster）、和焊頭（Horn）的(de)機(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)所(suo)決(jue)定(ding)
，發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)根(gen)據(ju)機(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)調(tiao)整(zheng)，以(yi)達(da)到(dao)一(yi)致(zhi)
，使(shi)焊(han)頭(tou)工(gong)作(zuo)在(zai)諧(xie)振(zhen)狀(zhuang)態(tai)
，每(mei)一(yi)個(ge)部(bu)份(fen)都(dou)設(she)計(ji)成(cheng)一(yi)個(ge)半(ban)波(bo)長(chang)的(de)諧(xie)振(zhen)體(ti)。發(fa)生(sheng)器(qi)及(ji)機(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)頻(pin)率(lv)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)諧(xie)振(zhen)工(gong)作(zuo)範(fan)圍(wei)，如(ru)一(yi)般(ban)設(she)定(ding)為(wei)±0.5KHz，在此範圍內焊接機基本都能正常工作.我們製作每一個焊頭時，都會對諧振頻率作調整，要求做到諧振頻率與設計頻率誤差小於0.1KHZ
，如20KHz焊頭，我們焊頭的頻率會控製在19.90—20.10KHz，誤差為5‰。

3、超聲波模具振動節點
焊頭、變bian幅fu杆gan均jun被bei設she計ji為wei一yi個ge工gong作zuo頻pin率lv的de半ban波bo長chang諧xie振zhen體ti，在zai工gong作zuo狀zhuang態tai下xia，兩liang個ge端duan麵mian的de振zhen幅fu最zui大da
，應ying力li最zui小xiao
，而er相xiang當dang於yu中zhong間jian位wei置zhi的de節jie點dian振zhen幅fu為wei零ling，應ying力li最zui大da。節jie點dian位wei置zhi一yi般ban設she計ji為wei固gu定ding位wei
，但dan通tong常chang的de固gu定ding位wei設she計ji時shi厚hou度du要yao大da於yu3mm，huozheshiaocaoguding，suoyigudingweibingbushiyidingweilingzhenfu
，zheyangjiuhuiyinzhiyixiejiaoshengheyibufendenengliangsunshi，duiyujiaoshengtongchangyongxiangjiaoquantongqitabujiangeli，huocaiyonggeshengcailiaojinxingpingbi，nengliangsunshizaishejizhenfucanshushiyuyikaolv。

4、超聲波模具加工精度
超聲波焊頭因為工作於高頻振動情況下，應盡量保持一個對稱設計
，以避免聲波傳遞的不對稱性導致的不均衡應力及橫向振動（我們所用於焊接的焊頭利用的是超聲波振動的縱向傳遞


，對於整個諧振係統而言），bujunhengzhendongnengdaozhihantoufarejiduanlie。chaoshengbohanjieyingyongyubutongxingyeduijiagongjingduyaoqiushibutongde，duiyutebiebodegongjianrulilizidianchijipianyujierdehanjie、金箔等的包覆等對加工精度的要求非常高，我們所有的加工設備均采用數控設備（如加工中心等）
，這樣才能保證加工出來的精度符合要求。

5
、超聲波模具使用壽命
一隻焊頭的使用壽命關鍵決定於兩個方麵：a、材料
，b、工藝
一、材料方麵：
超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好（聲波傳遞過程中機械損耗小）好hao的de特te點dian，所suo以yi最zui常chang用yong的de材cai料liao為wei鋁lv合he金jin及ji鈦tai合he金jin，材cai料liao是shi保bao證zheng超chao聲sheng波bo模mo具ju壽shou命ming於yu熔rong接jie產chan品pin效xiao果guo的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi
，模mo具ju完wan成cheng的de過guo程cheng是shi複fu雜za的de。所suo以yi不bu僅jin是shi模mo具ju工gong程cheng師shi設she計ji務wu必bi慎shen重zhong選xuan擇ze材cai質zhi，亦yi需xu了le解jie本ben身shen產chan品pin要yao求qiu該gai使shi用yong何he種zhong材cai質zhi，避bi免mian因yin疏shu忽hu而er影ying響xiang其qi時shi效xiao與yu品pin質zhi。現xian將jiang目mu前qian各ge種zhong材cai料liao的de特te性xing略lve述shu如ru下xia：
1）、鋁鎂合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)
　　1
、7075T651：使用於振動係統及Horn製造，該材料具有極高的機械屈服強度
，硬度高，熱傳導性強，是理想的超聲波模具製造材料；
　　2、2024T651：一般使用與HORN製造，軔性佳，熱傳導性強，硬度適中
，用於一般塑膠製品。
　　3、6061T651：使用於較低出力之HORN製造，軔性佳
，質較軟。
2）
、鈦合金：用於連續發振的機種，軔性較高
，熱傳導佳，硬度高，而成本昂貴。
3）
、國產硬質鋁合金：國產料
，用於普通鋁材加工，熱傳導低
，對超音波機械損耗高，成本低。

二

、工藝材料方麵：

解析：
　　我們欲求產品達到水、氣密的功能時，定位與超聲波焊接線/超音波導熔線是成敗的重要關鍵，所以在產品設計時必須考慮考慮，如：定位、材質、壁厚，與超聲波焊接線/超音波導熔線的對應比例有絕對的關係。
　　在一般水、氣密的要求，焊接線/導熔線高度應在0.5~0.8m/m之範圍（視產品肉厚而定），如低於0.5m/m以下
，要達到水氣密的功能，除非定位設定要非常標準
，而且壁厚有5m/m 以上，否則效果不佳。

　　生產一套超聲波模具，要考慮以下各項因素：
1.產品的要求：決定超聲波模具的使用壽命，磨損率
，因而決定采用何種金屬。
2.產品的形狀：caiyonghezhongrongjiegongyi，shedingchaoshengbomojudedaxiao，yalichuandaqu，chanpinzairongheshikenengchanshengdebianxing，xuyaoduodagonglvhehezhonggongneng。shifoukeyiyicirongjiewanchenggongzuo。
3.產品的塑料性質：決定模具的工作震幅
，那一件工作應接受超聲能量，導能線的形式，位置，大小。在不同的塑料組合時
，應怎樣設計接觸位

？
4.優質的售後服務成功的熔接
，取決於下列因素：
　　1）產品形狀：不同的形狀，壁厚，塑膠材料，決定了所需要的超聲波熔接機功率大小和特質。
　　2）接口位的設計：一(yi)般(ban)均(jun)由(you)超(chao)聲(sheng)波(bo)機(ji)供(gong)應(ying)商(shang)提(ti)供(gong)建(jian)議(yi)。要(yao)達(da)到(dao)最(zui)佳(jia)效(xiao)果(guo)，須(xu)依(yi)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)熔(rong)接(jie)要(yao)求(qiu)，壁(bi)厚(hou)，塑(su)料(liao)
，而(er)采(cai)用(yong)專(zhuan)業(ye)的(de)設(she)計(ji)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)注(zhu)塑(su)模(mo)開(kai)拓(tuo)階(jie)段(duan)至(zhi)為(wei)重(zhong)要(yao)。注(zhu)塑(su)模(mo)在(zai)多(duo)次(ci)改(gai)動(dong)後(hou)必(bi)令(ling)注(zhu)塑(su)模(mo)的(de)壽(shou)命(ming)降(jiang)低(di)和(he)產(chan)生(sheng)變(bian)形(xing)和(he)毛(mao)刺(ci)


，損(sun)失(shi)不(bu)菲(fei)。優(you)秀(xiu)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)可(ke)預(yu)見(jian)塑(su)件(jian)熔(rong)接(jie)時(shi)出(chu)現(xian)的(de)困(kun)難(nan)和(he)解(jie)決(jue)方(fang)法(fa)。能(neng)提(ti)供(gong)優(you)良(liang)的(de)設(she)計(ji)可(ke)助(zhu)你(ni)得(de)到(dao)最(zui)佳(jia)效(xiao)果(guo)，節(jie)省(sheng)了(le)更(geng)改(gai)注(zhu)塑(su)模(mo)的(de)時(shi)間(jian)和(he)相(xiang)關(guan)的(de)費(fei)用(yong)。
　　3）優質的超聲波焊接機：（工欲善其事必先利其器）優質的機器表示該機已經設計成熟，性能穩定和耐用
，有標準化的零件和多年後仍可補充優質的零件。
　　4）能充分發揮熔接效益的模具：優(you)良(liang)模(mo)具(ju)能(neng)提(ti)升(sheng)熔(rong)接(jie)效(xiao)益(yi)，以(yi)小(xiao)機(ji)器(qi)做(zuo)大(da)事(shi)情(qing)。反(fan)之(zhi)可(ke)令(ling)設(she)備(bei)損(sun)壞(huai)引(yin)致(zhi)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)。我(wo)們(men)的(de)工(gong)程(cheng)人(ren)員(yuan)會(hui)將(jiang)一(yi)切(qie)問(wen)題(ti)考(kao)慮(lv)的(de)完(wan)美(mei)，為(wei)你(ni)提(ti)供(gong)優(you)質(zhi)高(gao)效(xiao)的(de)產(chan)品(pin)和(he)服(fu)務(wu)。