常見(jiàn)的超聲波焊接問(wèn)題出現在四個(gè)方面:
1.設備問(wèn)題:超聲波焊接設備或各種被焊接元件不適合使用某種頻率的焊接設備。
3.材料問(wèn)題:零件中使用的材料的類(lèi)型、組成或物理/機械特性發(fā)生了變化。
下面就從這四個(gè)方面進(jìn)行分析:先從第1點(diǎn)設備問(wèn)題說(shuō)起。一個(gè)潛在因素是設備故障。設備故障很少在沒(méi)有警告的情況下發(fā)生。一個(gè)明顯的案例是焊接機工作時(shí)產(chǎn)生的噪音的變化。有經(jīng)驗的操作人員和維修人員經(jīng)常能適應這種細微的諧波波動(dòng),并應及時(shí)向主管匯報這些變化。在生產(chǎn)受到不利的影響之前,盡早注意焊接聲音的變化,很可能有助于識別和解決設備問(wèn)題。
類(lèi)似地,由于其中一個(gè)配合零件的過(guò)度運動(dòng)而遭受“隔膜”或“油膜”問(wèn)題,也將經(jīng)常受益于對高頻焊接設備的更改。
過(guò)程參數的仔細控制和文檔化是一個(gè)不能忽視的領(lǐng)域。醫療產(chǎn)品和汽車(chē)零部件制造商明白這一點(diǎn),并遵循嚴格的程序,這些程序通常是由FDA等監管機構強制執行的,因此在這兩個(gè)行業(yè)中采用超聲波焊接工藝時(shí),焊接應用的成功率是很高的。
通常,當這樣的焊接應用需要幫助時(shí),超聲焊接應用工程師在提出有關(guān)零件的幾個(gè)基本問(wèn)題(材料、接頭設計、測試要求和當前的機器設置)后,可以指導客戶(hù)找到合適的解決方案。如果可以使用生產(chǎn)部件直接在機器上完成故障排除,這種方法尤其有用。
與材料相關(guān)的問(wèn)題也是生產(chǎn)中經(jīng)常出現的不一致或問(wèn)題的根源。如下面的例子所示,即使是微小的材料變化也會(huì )對焊接或生產(chǎn)質(zhì)量產(chǎn)生顯著(zhù)影響:
常見(jiàn)的材料問(wèn)題例子就是:從一個(gè)容易焊接的非晶型材料(如ABS)變化到一個(gè)難以焊接的半晶型材料(如PP)。 同樣能成功焊接,ABS比PP需要更低的輸出振幅。因為在20kHz下,ABS只需要30-70微米的振幅,而PP則需要90-120微米的振幅。
3.2 高比例的再生料。再生的熱塑性塑料,雖然可以多次熔化和改造,但是在隨后的每次熔化中,其物理性能都會(huì )有所下降。過(guò)多的再生料的累積效應會(huì )導致零件不能滿(mǎn)足規格要求。出于這個(gè)原因,我們建議在那些需要超聲波焊接的零件中,再生料的比例不要超過(guò)10%。在要求符合嚴格的測試和驗收標準的特定應用中,生產(chǎn)商應該強烈考慮對塑料供應商的定期分析,以不斷地驗證進(jìn)入成品零件的質(zhì)量。盡可能保證在注塑過(guò)程中不要適用再生料。
3.4 磨料填料。一些增加了強度或韌性的磨料填料,包括碳酸鈣、二氧化硅和滑石粉,也會(huì )對焊頭的接觸面產(chǎn)生磨蝕作用。磨料零件長(cháng)時(shí)間暴露在焊頭接觸表面上可能導致其磨損,從而導致零件表面的損傷和傳遞到零件連接結合面的能量不足。對于焊頭,建議更換具有耐磨表面的鈦焊頭(例如氮化鈦)。對于底座,建議使用鋼或硬化不銹鋼材料。
如果你要焊接的零件沒(méi)有經(jīng)過(guò)正確的設計,那么其它的一切因素:設備、材料和工藝都沒(méi)有多大意義。但是,與其在這里試圖去回顧一個(gè)好的零件設計應該的所有細節,不如讓我們關(guān)注一些不當零件設計的根本原因:
4.2 缺乏對特定焊接應用的最佳接頭類(lèi)型的理解。次優(yōu)的接頭設計經(jīng)常發(fā)生在這樣的情況下:當一位對塑料接頭設計只有少許了解的設計師推動(dòng)一個(gè)項目向前時(shí),卻發(fā)現做出了錯誤的設計,而且零件接頭和焊接特性沒(méi)有得到正確的考慮。
4.3 模具磨損,通常是由磨料聚合物或填料引起的,隨著(zhù)時(shí)間的推移,可能導致與早期確認的零件在本質(zhì)上和尺寸上不同的零件出現磨損。因此,主要的連接功能,如能量導向型或剪切干涉型接頭都不在規格內。零件的外輪廓可能不再適合焊頭型腔面。焊接結果可能變得越來(lái)越不一致。解決這個(gè)問(wèn)題的方法包括重新加工現有的模具或制作一套新的模具以適應零件現在的輪廓面。
以上是從這四個(gè)方面給出的一些分析與理解,供大家參考,如果對這個(gè)話(huà)題感興趣,可以聯(lián)系交流下。