当使用40千赫设备时,有严格的尺寸限制。40千赫喇叭的大小是大约一半大小的20千赫喇叭,所以部分尺寸可以焊接也是有限的。较大的焊接可以通过机械连接小喇叭的各个部件来焊接。但是,可焊件的尺寸也受到高频器件1000W功率的限制(因为变频器中的晶体很小)。相反,一个20千赫焊工的功率是3000w(大多数焊工只有1000w)。对于20khz的焊机,功率要求高,导致能源消耗和运行成本增加。
当遇到一些比较大的产品时,超声波焊接头需要很大。20k机器能量不足,无法达到焊接效果。考虑使用15k超声波焊接机。该机在此频率下的功率可达6000W,可用于焊接一些大型产品。缺点是焊接相对较小的产品时,产品部件可能会开裂。
解决方案
根据分析,可能的解决方案包括减少焊接时间或降低压力或提高封头后;超声波模具修改,避免空间略大;更换超声波发生器;调整超声波模具的位置。
提醒:如果以上问题都不能解决,可能需要选择更高频率的超声波焊接设备或重新设计超声波模具。更换超声波塑料焊接机的目的是选择一个更高频率/小振幅的高频超声波焊接机,并重新设计超声波模具的目的是降低超声波模具的变换比,减少能量输出。
塑料件的超声波、焊接现象和结构设计要求的三个特征:
1) 高能;超声波能产生比声波多得多的能量,这是塑料件超声波焊接的基础,也是超声波焊接强度较高的根本原因;由于超声波能产生如此多的能量,它甚至可以焊接金属零件;另一方面,正是由于高能量,超声波可能会导致焊接界面;同时,它可能会损坏塑料零件的其他零件或已装配在塑料零件上的其他零件。
2) 方向性好,几乎是直线传输;由于超声波的波长很短,且衍射效应不明显,因此可以近似地认为超声波沿直线传播,即很容易获得具有良好传播方向性的定向和集中的超声波束。因此,这就要求超声波焊接头和焊接部件保持足够大的接触面积,以确保超声波能够传输到焊接接口。同时,如果在传播方向上有孔洞,超声波很难绕过孔洞传导能量,这也是超声波结构设计中需要注意的地方。
3) 衰减;虽然超声波的穿透能力很强,但超声波在物体中的传播始终存在衰减。传输距离越远,能量衰减越严重。此外,超声波能量在不同塑料中的衰减并不均匀。例如,在非晶态塑料中,如ABS,其能量衰减程度小,两个ABS塑料部件即使远程焊接也能保证焊接质量;在半结晶塑料中,如PA66,超声波能量衰减程度大,超声波传播距离短,难以保证远程焊接的质量。