隨著塑膠材料技術的發展,塑料工業中各種塑料制品廣泛應用于航空、汽車、造船、電子和玩具等領域。超聲波焊接機技術是一項新技術,它集微機、超聲、電子和機械技術于一體,克服了以往沿用多年的塑料粘結和熱合工藝的許多缺點,具有可觀的經濟效益和廣泛的應用領域。由于塑料加工工藝等因素的限制,有相當一部分形狀復雜的塑料制品不能一次成型,還需要塑料粘結和熱合工藝。由于焊接對象大小不一,形狀各異,所以焊頭相應設計成圓形、錐形和矩形等。焊頭上的高頻機械振動被傳遞到焊面,在高頻振動作用下瞬間高溫使焊面形成熔融層,在焊接機可控壓力作用下熔合凝固起來,從而實現兩個塑料個件的牢固結合。
高端超聲波焊接機的塑料件焊接方法分為以下幾種:
1、超聲波槽式鑄塑焊接法:采用間距移位焊接,以防止結合而過熱分解。由于凹凸面保持一定的間隙,會增加焊接難度,凹凸面要設計成有一定,降低對鑄塑的精度要求。
超聲波切邊焊接機,它適用于要求完全密封的焊接。對尼龍、高密度聚乙烯等結晶樹脂的焊接尤為適合。其焊接過程是先熔化最初的接觸區域,然后千焊接機的可控下壓力,沿垂直劈面逐步熔化余量部分。
2、超聲波焊接機普通二平面焊接:在下部焊面設計一種橫貫整個焊面的錐形條,作用是使能量更集中。對于熔點較低的高硬度焊接材料,錐形條高度不得低于0.25MM;對于高熔點的低硬度焊接材料,則高度不得低于0.5MM。
3、超聲波鉚焊法:它采用可控熔化法加工塑料螺栓,藉此固定組合件的另一部分。超聲波施加在螺栓頂部,使熔化的塑料充滿焊頭的型腔,以形成鎖固元件的凸出帽蓋。焊頭應輕緩地降落到鉚桿上,以防卡瞬間壓力過大而造成意外形變。最通用的鉚焊形式,塑料熔融是從焊頭型腔的尖端開始的,焊頭的直徑一般設計為鉚桿的一倍。對加工鉚桿直徑較小和耐磨熱塑性塑料則用圓蓋帽鉚接形式,若對被焊元件的外觀和牢度要求不高可采用滾花刻痕鉚焊形式,對焊面要求平整且不能超出的部件,可采用埋頭鉚焊形式。
4、超聲波機嵌焊法:這是將金屬元件嵌入塑料內的一種焊接新工藝,它取代了在金屬元件周圍注塑那種易產生應力的舊方法。在嵌焊法中,塑料件和被嵌入金屬的公差配合一般為0.4MM左右。為了增加抗拉能力,可將嵌入金屬件表面加工成花紋或螺紋型,也可在金屬件表面開幾道狹槽。若要增加強度,則可將其軸向表面滾花。二種可行的嵌入方式,一種是將塑料件與焊頭相接,另一種是將金屬嵌入特與焊頭相接。