塑料超聲波焊接可以防水,但這取決于塑膠件材料選擇、超聲線設(shè)計、塑膠件設(shè)計、以及焊接工藝參數(shù)等多方面因素的綜合作用,才能確保防水的可靠性。一旦某個環(huán)節(jié)出錯,就容易造成不良。
1、超聲波焊接可以防水
經(jīng)常有工程師在問:塑料超聲波焊接可以防水嗎?
有的工程師回答:不能防水,因為之前曾經(jīng)用過,不良率很高,客戶投訴;
有的工程師回答:可以防水,有成功案例。
那么,到底能不能防水?
根據(jù)經(jīng)驗和分析,結(jié)論是:塑料超聲波焊接可以防水,但這取決于塑膠件材料選擇、超聲線設(shè)計、塑膠件設(shè)計、以及焊接工藝參數(shù)等多方面因素的綜合作用,才能確保防水的可靠性。一旦某個環(huán)節(jié)出錯,就容易造成不良。
2、材料選擇
關(guān)于材料選擇、塑膠件設(shè)計和焊接工藝參數(shù)等,具有防水要求的超聲波焊接必須首先滿足基本的超聲波設(shè)計指南。具體請參考“降本設(shè)計”公眾號和頭條號的文章。
超聲波焊接需要達(dá)到防水要求,則對超聲波焊接的質(zhì)量和強度提出了更高的要求。
對于無定形塑料,例如PPO、ABS、PC、PC/ABS、PMMA等,因為其容易焊接,也更容易實現(xiàn)防水要求。
而半結(jié)晶塑料,例如PA66、PBT,再加上玻纖的影響(玻纖含量過高會影響焊接性能),則很難焊接,要實現(xiàn)防水要求挑戰(zhàn)非常大。
3、塑膠件設(shè)計的注意事項
1)超聲線的尺寸
要達(dá)到防水要求,超聲線的尺寸需要盡可能的大,以達(dá)到提高焊接質(zhì)量的目的。超聲波尺寸越大,防水性能越好。
2)超聲線轉(zhuǎn)角處圓角設(shè)計
在整個焊接面上必須有一個封閉的超聲線設(shè)計;在超聲線轉(zhuǎn)角處,則需要進(jìn)行圓角設(shè)計,以避免超聲波溶料堆積,影響焊接質(zhì)量。
3)凹槽式和剪切式較好
相對于基本型的,使用凹槽式和剪切式的焊接面比較好。
4)定位
兩個焊接塑膠件之間需要準(zhǔn)確定位,首先建議通過使用定位柱或者定位孔等方式進(jìn)行自我定位;如果這種方式很復(fù)雜,則必須通過焊接夾具定位。
5)超聲線等相關(guān)尺寸的精度要求
超聲線以及定位特征等相關(guān)尺寸必須進(jìn)精密管控,以確保焊接質(zhì)量。
6)增加表面粗糙度
可以在焊接面上增加表面粗糙度,以提高焊接質(zhì)量。
7)使用近程焊接,而不是遠(yuǎn)程焊接
8)避免凹凸不平、落差大等復(fù)雜超聲波焊接表面
9)可考慮增加一個密封圈
4、焊接工藝參數(shù)
要提高焊接質(zhì)量和強度,確保焊接防水性能,則焊接工藝參數(shù)設(shè)置的首要原則是朝著提高焊接能量的方向進(jìn)行:
使用大功率超聲波焊接機
保證足夠大的振幅和頻率
增加焊接時間
增加焊接壓力
而顯然,焊接能量過大,有可能造成塑膠件斷裂和損壞、表面燙傷和溢料等缺陷,需要在二者之間取得平衡,這可以通過反反復(fù)復(fù)的調(diào)機來實現(xiàn)。
5、另外,關(guān)于焊接工藝參數(shù)有以下注意事項
1)避免下降速度太快:容易把超聲線壓扁,使超聲線無法發(fā)揮導(dǎo)熔的作用,形成假相熔接。
2)焊接時間過長:塑膠件因接收過長時間的熱能,不僅使塑料材質(zhì)熔化,進(jìn)而造成塑料組織焦化現(xiàn)象,產(chǎn)生砂孔,水或氣即由此砂孔滲透而出,而且這這種缺陷很難被檢測和發(fā)現(xiàn)。