超声波焊接线的设计

一个好的产品，它的工艺是在设计塑胶模具之初就应该考虑好的，而不是留在了最后才去修修补补。

因此，确定了产品需要使用超声波工艺来焊接，从产品设计之初，就应该把各种情况考虑清楚，例如，根据产品的使用环境条件，确定产品采用何种塑胶材质、焊接强度、是否需要耐高温高压、防水仿气压，内部是否有脆弱的电子元器件，焊接后需要避免损坏，采用何种外形结构，何种超声波焊接线，是否利于超声波能量传递，塑胶材质是否能够使用超声波焊接、焊接后外观能否保证良好...

我公司有多位20年超声波塑料焊接行业经验的技师，可免费为客户提供焊接技术方案，可根据客户图纸或手板评估超声波焊接的可行性，欢迎来电咨询。13510929282李工。

从产品设计入手，焊接不良的各种措施包括：

1）通过优化设计，尽量是焊接面在一个平面；

2）更改焊接界面设计，从基本型改为改为剪切型

在相同的超声波设备、夹具和工艺参数设置下，剪切型的界面设计更容易熔接，焊接强度更高。

换句话说，剪切型的界面设计会减小超声波焊接时的能量要求，从而可以有效避免断裂和损坏的发生。

在我之前遇到的超声波焊接断裂问题案例中，无数次尝试通过调整工艺参数、修改夹具以及调整振幅，都没能解决问题。

最后通过把界面改为剪切型，轻轻松松就解决问题。

顺便说一下，改为剪切型后，焊接强度也提高了很多。

3）正确的超声线设计

正确的超声线或导熔线（Energy Director）设计有利于减小焊接时的能量要求。

4）材料选择，选择更容易焊接的无定形塑料

相对于半结晶塑料，无定形塑料更容易进行超声波焊接，需要的焊接能量更小，更不容易发生断裂和损坏的缺陷。

而如果因为其它原因使用了半结晶塑料，产品中又包括了易损元件，则应当谨慎选择超声波焊接的紧固方式。

5）塑胶件薄弱处加厚以及增加圆角

塑胶件薄弱处如果壁厚过薄，则强度低；而尖角的存在容易产生内应力，需要把尖角改为圆角，避免在超声波焊接时断裂。

6）避免塑胶件内应力

塑胶件在注塑成型时，容易产生内应力；而内应力处，在超声波焊接时非常容易断裂。

▲西瓜的内应力

因此，塑胶件应当避免产生内应力。推荐阅读：

深度 | 降低塑胶件内应力

7）使用近程焊接

近程焊接，缩短了焊头与焊接面的距离，可以减小能量损失，从而减小超声波焊接的能量要求。

8）增加塑胶件焊接面与焊接头的接触面积

增加塑胶件焊接面与焊接头的接触面积，利于超声波焊接的能量传输，同样可以减小超声波焊接的能量要求。

基于同样的道理，在超声波传输方向上，避免空洞和弯曲的结构，也可以减小超声波焊接的能量要求。

9）易损元件远离超声波焊接处

当塑胶件中需要组装电路板，而电路板上固定有电子元件、晶体和芯片元件等易损元件时，需要使得这些元件远离超声波焊接处；或者先超声波焊接，再组装电路板。