工藝常識科普,超聲波焊接工藝全面解析

2019-09-19     坦嘉精密TANJA

超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面,在加壓的情況下,使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合,超聲波不僅可以被用來焊接硬熱塑性塑料,還可以加工織物和薄膜,一套超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發生器,換能器/變幅杆/焊頭三聯組,模具和機架。

超聲波焊接是熔接熱塑性塑料製品的高科技技術,各種熱塑性膠件均可使用超聲波熔接處理,而不需加溶劑,粘接劑或其它輔助品。

其優點是增加多倍生產率,降低成本,提高產品質量及安全生產超聲波塑膠焊接原理是由發生器產生20KHz(或15KHz)的高壓、高頻信號,通過換能系統,把信號轉換為高頻機械振動,加於塑料製品工件上,通過工件表面及在分子間的磨擦而使傳遞到接口的溫度升高,當溫度達到此工件本身的熔點時,使工件接口迅速熔化,繼而填充於接口間的空隙,

當震動停止,工件同時在一定的壓力下冷卻定形,便達成完美的焊接。

新型的15KHz超聲波塑膠焊接機,對焊接較軟的PE、PP材料,以及直徑超大,長度超長塑膠焊件,具有獨特的效果,能滿足各種產品的需要,能為用戶生產效率以及產品檔次貢獻。



超聲波焊接工藝

一、超聲波焊接:

以超聲波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下,使二塊塑膠的結合面產生磨擦熱而瞬間熔融接合,

採用合適的工件和合理的接口設計,可達到水密及氣密,並免除採用輔助品帶來的不便,實現高

效清潔的焊接焊接強度可與本體媲美,

二、鉚焊法:

將超聲波超高頻率振動的焊頭,壓著塑膠品突出的梢頭,使其瞬間發熱融成為鉚釘形狀,使不同材質

的材料機械鉚合在一起。

三、埋植:

借著焊頭之傳導及適當壓力,瞬間將金屬零件(如螺母、螺杆等)擠入預留的塑膠孔內,固定在一定深度,完成後無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型之強度,可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。



一、超聲波塑料焊接的相容性和適應性:

熱塑性塑料,由於各種型號性質不同,造成有的容易進行超聲波焊接,有的不易焊接;下表中黑方塊的表示兩種塑料的相容性好,容易進行超聲波焊接;圓圈表示在某些情況下相容,焊接性能尚可;空格表示兩種塑料相容性很差,不易焊接

材 料

塑料熔接特性

ABS 丙烯晴丁二

烯苯乙烯共聚物質輕,兼具韌性,剛性與耐化學品性,用途廣泛,熱性佳,特別適合超聲波溶接,

無論近距離或遠距離熔接,均可得到良好效果。

Acrylics 壓克力硬度大、耐衝擊、不受酸之作用,有高度光學明晰性,著色性良好,常用於汽車尾燈、儀錶板、獎章、水龍頭把手等。用於超聲波熔接時,須注意衰明度問題,就易熔接。

Acetal 縮 醛抗張及耐壓強度高,耐磨性佳,最具強韌及彈性,常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等,因磨擦係數低,用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。

Celluloeics酯酸

纖維性 物 質抗張及耐壓強度高,耐磨性佳,最具強韌及彈性,常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等,因磨擦係數低,用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。

Noryl 聚苯醚超聲波振動時材質易變化變色,接觸面不易吸收能量,熔接較困難。

Nylon 尼 龍性極韌、電性佳、絕緣度高,常用為電子零件等。因熔點高,所需熔接時間長,振幅高。難於焊接.

P . C . 聚碳酸脂材質強韌,耐磨損,摩擦係數極低,耐酸,常用作軸承、齒輪、管子、廚房用具、毛刷等。用超聲波熔接時,因熔點高,所需熔接時間長,熔接前先經烘乾會較易熔接。

Higl Density 高密

度PE 聚乙烯比重小,在低溫及室溫下富柔曲性,防水、防蝕、可製成各種顏色。價格低的產品,常用於皿盤、封裝薄膜、軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合於超聲波熔接。

PE 聚乙烯

Low Density 低密度

General purpose 一般

PS 聚苯乙烯比重輕,對水及化學物之抗蝕性強,安定、絕緣性佳,特別適合於射出及押出成形。常用於玩具、裝飾品、孟洗設備、盤子、透鏡、浮動輪等的製造。由於彈性係數高,

無論是近距離或遠距離的超聲波熔接均極適合。

PS 聚苯乙烯

Impact 耐衝擊

20-30% glass

玻纖強化

Filled PS 聚苯乙烯比重輕,有良好絕緣性,強度高,能耐熱及化學劑的侵蝕,抽絲後可制繩綱等織品。製品有玩具、行李箱、音響外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質因彈性係數低,

易衰減聲波振動,幫遠距離熔接需注意其效果,較難於焊接。

Unmodified

聚 丙 烯

PP

PVC 聚氯乙烯電性佳,耐弱化學品,低溫性佳,具難燃性,常用於各種合成皮軟管、膠膜等,

材質柔軟,易衰減音波振動,熔接面易劣化。

Polyster 聚酸脂熔接能量大

Polysulfone 聚碸質硬、強度大、具韌性、長期受熱不影響其電性能,常用為電視機零件護蓋、馬達零件等。因熔接點高,需較高之能量熔接。

Polypheny lene 聚氧化

Qxide(ppo) 二 甲 苯耐熱與耐濕性,耐化學品,不性蒸汽,常用作端子、轉子、外殼、葉輪和管件等,熔點高,需較高之能量熔接。

Phenoxy

苯 氧 樹 脂性韌、富延展性、熱安定性,熔點高,需較高之能量熔接。

SAN 苯 乙 烯

丙 烯 晴拉伸強度及壓縮強度高,常用為盤管薄壁零件、打字機帶捲軸,超聲波熔接效果好。

超聲波焊接會影響產品內的電子元件嗎

我有一個產品是把PCBA裝到後殼再把前後殼超起來,PCBA上的主要元件有基帶射頻IC、FLASH、晶振等,我想請教大家,超聲會對這些電子元件產生影響嗎?超聲會對其他哪些電子元件產生影響?謝謝大家了!

1:晶振肯定會有影響.

2:我之前做個類似讀卡器的產品,首先是經過檢測的PCBA裝配後超聲連接的,但其中很奇怪有約10%的產品功能測試NG.拆開後經常生產的技術員檢測為BGA IC 開路,對此我也不是很確定就一定會有問題,不過可能跟IC的型號及封裝方式有關吧,1 V* O7 `4 {! ~6 A. }2 }8 m

所以後來我都改為卡扣連接了.

3:超聲波加工為高頻振蕩方式,,對一定的元器件及其連接點都有影響,應慎重選擇。。

4:感謝大家的答覆。由於產品的大小受限,選擇超聲是最好的方式了。現在的計劃就是先超聲,如果超聲實在不行,就改點膠了。

5:也可以在超聲前把pcb上的電子元器件打膠

6:如果你產品真的很小,那建議你用35KHZ或是40KHZ的超聲波頻率來進行焊接,也可以避免這個問題

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/ZdOqSW0BJleJMoPMsRng.html