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一文了解超声波焊接塑料是否可以防水吗?

2021-07-14 11:21

塑料超声波焊接可以防水,但这取决于塑胶件材料选择、超声线设计、塑胶件设计、以及焊接工艺参数等多方面因素的综合作用,才能确保防水的可靠性。一旦某个环节出错,就容易造成不良。
 

1、超声波焊接可以防水

经常有工程师在问:塑料超声波焊接可以防水吗?

有的工程师回答:不能防水,因为之前曾经用过,不良率很高,客户投诉;

有的工程师回答:可以防水,有成功案例。

那么,到底能不能防水?

根据经验和分析,结论是:塑料超声波焊接可以防水,但这取决于塑胶件材料选择、超声线设计、塑胶件设计、以及焊接工艺参数等多方面因素的综合作用,才能确保防水的可靠性。一旦某个环节出错,就容易造成不良。
 

2、材料选择

关于材料选择、塑胶件设计和焊接工艺参数等,具有防水要求的超声波焊接必须首先满足基本的超声波设计指南。具体请参考“降本设计”公众号和头条号的文章。

超声波焊接需要达到防水要求,则对超声波焊接的质量和强度提出了更高的要求。

对于无定形塑料,例如PPO、ABS、PC、PC/ABS、PMMA等,因为其容易焊接,也更容易实现防水要求。

而半结晶塑料,例如PA66、PBT,再加上玻纤的影响(玻纤含量过高会影响焊接性能),则很难焊接,要实现防水要求挑战非常大。
 

3、塑胶件设计的注意事项

1)超声线的尺寸

要达到防水要求,超声线的尺寸需要尽可能的大,以达到提高焊接质量的目的。超声波尺寸越大,防水性能越好。

2)超声线转角处圆角设计

在整个焊接面上必须有一个封闭的超声线设计;在超声线转角处,则需要进行圆角设计,以避免超声波溶料堆积,影响焊接质量。

3)凹槽式和剪切式较好

相对于基本型的,使用凹槽式和剪切式的焊接面比较好。

4)定位

两个焊接塑胶件之间需要准确定位,首先建议通过使用定位柱或者定位孔等方式进行自我定位;如果这种方式很复杂,则必须通过焊接夹具定位。

5)超声线等相关尺寸的精度要求

超声线以及定位特征等相关尺寸必须进精密管控,以确保焊接质量。

6)增加表面粗糙度

可以在焊接面上增加表面粗糙度,以提高焊接质量。

7)使用近程焊接,而不是远程焊接

8)避免凹凸不平、落差大等复杂超声波焊接表面

9)可考虑增加一个密封圈
 

4、焊接工艺参数

要提高焊接质量和强度,确保焊接防水性能,则焊接工艺参数设置的首要原则是朝着提高焊接能量的方向进行:

使用大功率超声波焊接机

保证足够大的振幅和频率

增加焊接时间

增加焊接压力

而显然,焊接能量过大,有可能造成塑胶件断裂和损坏、表面烫伤和溢料等缺陷,需要在二者之间取得平衡,这可以通过反反复复的调机来实现。
 

5、另外,关于焊接工艺参数有以下注意事项

1)避免下降速度太快:容易把超声线压扁,使超声线无法发挥导熔的作用,形成假相熔接。

2)焊接时间过长:塑胶件因接收过长时间的热能,不仅使塑料材质熔化,进而造成塑料组织焦化现象,产生砂孔,水或气即由此砂孔渗透而出,而且这这种缺陷很难被检测和发现。