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使用超声波焊接时容易出现的问题及解决办法
来源:苏州优宏祥机械设备有限公司         发布时间:2017-03-17
超音波模治具架设不准确、受力不平均 解析: 在一般认为超音波作业时,产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的熔接效果,其实这只是表面的看法,超音波既然是摩擦振,就会产生音波传导的现象,我们如果单只观察硬件(模治具)的稳合程度,而忽略了整合型态的超音波作业方式,必定会产生舍本逐末或误 判的后果,所以在此必须先强调超音波熔接的作业方式是传导音波,使成振动摩擦转为热能而熔接。 这时候超音波模治具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织,必定无法是百分之百承受相同的压力。 另一方面上模(Horn)输出的能量,每一点都有其误差值,并非整个面发 出的能量都相同。就这整体而言,势必产生产品熔接线熔接程度 的差异。所以也就必须作修正,如何修正,那就是靠超音波熔接 机本身的水平螺丝,或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。 超音波熔接条件配合不当 解析: 超音波作业的条件是指机台的输出功率(段数)、压力(动态压 力与静态压力)熔接时间、硬化时间、延迟时间等诸元的设定。 我们依超音波导熔线为例来说明。在我们实施超音波熔接时,如 果压力太大,气缸下降缓冲太快,易把超音波导熔线压平,虽然 看似产品已经密合,但因导熔线,已经受挤压而下陷,失去了导 熔效果,形成塑料面与面的强迫熔接,而非三角形点的导引熔接,所以产生假象的熔接。 塑料产品材质配合不当。 解析: 每一种塑料材质的熔点,各有不同,例如ABS塑料材质的熔点约115℃,耐隆约175℃、PC之145℃以上、PE约85℃为例:ABS与PE二种材质的熔点差距太大,超音波熔接势必困难。而ABS与PC二种材质,亦有差距,但已非前项差距如此之大,是以尚可熔接,但在超音波功率相同,能量扩大相同的情况下,相异的塑料材质,绝无法比相同材质的熔接效果好。 超音波机台输出能量不足。 解析: 客户在购买超音波熔接机时,通常较难预料未来产品发展的规格,所以会遇到较大产品对象超出超音波标准熔接的情形。此时在不增加成本的预算下,只得以现有设备来作业生产。碰到此种用 小机台作大对象的情形,通常采取的方式有分好几次熔接、增加 超音波输出功率(增加段)或增加熔接时间、压力等。然而这也 产生了质量不稳定的现象,因为电压与气压直接影响到超音波输出功率的稳定性。也就是说上班或尖峰时间,使用超音波作业的产品质量,与大家都下班后的质量稳定是不相同的。然而大家都下了班再使用超音波,那就不是工作效率了。所以这时采取的对策就是气压源采取独立方式;要求在 0.02m/m 以下之产品在超音波机台加装稳压设备;调整出力段数、增加功率,但一般状况超音波作业时功率输出最好能掌握在 2~4 段之间,如一定要在 5~6 段作业,则生产作业时间必须尽量缩短,以避免零件、振动子的损耗。增加能量扩大器(Horn上模)的扩大。但扩大程 度如果超出4:1,将对Horn本身、音波、电流有极大的影响 焊接产品质量不稳定 解析: 质量无法稳定最主要因素是输出功率不能稳定,以导致无法形成稳定的摩擦热能。而如何让功率输出稳定?此乃决定于 <1>机台输出功率;〈2〉HORN 扩大比;〈3〉气压源;〈4〉电压源等 四项。 1、机台输出功率 +HORN扩大比率=实际可用功率。由此可知在一定产品实施超音波熔接时,于规划与设计的观点而言, 机台输出功率愈强,相对 HORN的扩大比所设计的也愈小。 反之机台输出功率愈小, HORN设计的扩大比也愈大。例如 : 2200W的超音波熔接机,HORN的 扩大比是 2.5 倍。换成 3200W超音波熔接机时,HORN的扩大比可能只要1.5倍即可。然而并非强调超音波熔接机输出的功率要大,而是要对一项塑料产品实施超音波熔接时,给予最适合 的环境作业,其间尚需考虑成本的预算,产品的功能需求,熔接标准等考虑再来规划出完整的工作设备与超音波使用技巧。 2、在了解上述各种影响超音波熔接质量的关键性原因后,工程师在设计时,首当熟悉并评估1. 产品质量要求功能标准;2.现有超音波设备;3. 决定产品设计的形态、 技巧如超音波导熔线、产品定位、材质)。因为既然可用设备资源已经固定,那就必须用产品设 计的技巧来配合现有可用的设备才是正确的。 4、在我们确定人为因素(1 ~ 2项)都无问题时, 会发生质量不稳定现象,那肯定一个事实:即气压与电压产生的影响。
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