超聲波焊接塑膠件的設計塑膠件的設計代注塑方式能有效提供比較完美的焊接用塑膠件。光我們決定用超聲波焊接技術完成熔合時，塑膠件的結構設計必須首先考慮如下幾點：1焊縫的大小（即要考慮所需強度）2是否需要水密、氣密3是否需要完美的外觀4避免塑膠熔化或合成物的溢出5是否適合焊頭加工要求焊接品質可能通過下述幾方面的控制來獲得：1材質2塑膠件的結構3焊接線的位置和設計4焊接面的大小5上下表面的位置和鬆緊度6焊頭與塑膠件的妝觸面7順暢的焊接路徑8底模的支持為了獲得完美的、可重複的熔焊方式，必須遵循三個主要設計方向：1最初接觸的兩個表面必須小，以便將所需能量集中，並儘量減少所需要的總能量（即焊接時間）來完成熔接。2找到適合的固定和對齊的方法，如塑膠件的接插孔、臺階或企口之類。3圍繞著連接介面的焊接面必須是統一而且相聯繫互緊密接觸的。如果可能的話，接觸面儘量在同一個平面上，這樣可使能量轉換時保持一致。下面就對塑膠件設計中的要點進行分類舉例說明：整體塑膠件的結構1.1塑膠件的結構塑膠件必須有一定的剛性及足夠的壁厚，太薄的壁厚有一定的危險性，超聲波焊接時是需要加壓的，一般氣壓為2-6kgf/cm2。所以塑膠件必須保證在加壓情況下基本不變形。1.2罐狀或箱形塑膠等，在其接觸焊頭的表面會引起共振而形成一些集中的能量聚集點，從而產生燒傷、穿孔的情況（如圖1所示），在設計時可以罐狀頂部做如下考慮○1加厚塑膠件○2增加加強筋○3焊頭中間位置避空1.3尖角如果一個注塑出來的零件出現應力非常集中的情況，比如尖角位元，在超聲波的作用下會產生折裂、融化。這種情況可考慮在尖角位加R角。如圖2所示。1.4塑膠件的附屬物注塑件內部或外部表面附帶的突出或細小件會因超聲波振動產生影響而斷裂或脫落，例如固定梢等（如圖3所示）。通過以下設計可盡可能減小或消除這種問題：○1在附屬物與主體相交的地方加一個大的R角，或加加強筋。○2增加附屬物的厚度或直徑。1.5塑膠件孔和間隙如被焊頭接觸的零件有孔或其他開口，則在超聲波傳遞過程中會產生干擾和衰減（如圖4所示），根據材料類型（尤其是半晶體材料）和孔大小，在開口的下端會直接出現少量焊接或完全熔不到的情況，因此要儘量預以避免。1.6塑膠件中薄而彎曲的傳遞結構被焊頭接觸的塑件的形狀中，如果有薄而彎曲的結構，而且需要用來傳遞超聲波能量的時候，特別對於半晶體材料，超聲波震動很難傳遞到加工面（如圖5所示），對這種設計應儘量避免。1.7近距離和遠距離焊接近距離焊接指被焊接位距離焊頭接觸位在6mm以內，遠距離焊接則大於6mm，超聲波焊接中的能量在塑膠件傳遞時會被逐步衰減地傳遞。衰減在低硬度塑膠裏也較厲害，因此，設計時要特別注意要讓足夠的能量傳到加工區域。遠距離焊接，對硬膠（如PS，ABS，AS，PMMA）等比較適合，一些半晶體塑膠（如POM，PETP，PBTB，PA）通過合適的形狀設計也可用於遠距離焊接。1.8塑膠件焊頭接觸面的設計注塑件可以設計成任何形狀，但是超聲波焊頭並不能隨意製作。形狀、長短均可能影響焊頭頻率、振幅等參數。焊頭的設計需要有一個基準面，即按照其工作頻率決定的基準頻率面。基準頻率面一般占到焊頭表面的70%以上的面積，所以，注塑件表面的突超等形狀最好小於整個塑膠面的30%。平滑、圓弧過渡的塑膠件表面，則比標準可以適當放寬，且突出位儘量位於塑膠件的中部或對稱設計。塑膠件焊頭接觸面至少大於熔接面，且儘量對正焊接位，過小的焊頭接觸面（如圖6所示），會引起較大損傷和變形，以及不理想的熔接效果。在焊頭表面有損傷紋，或其形狀與塑膠件配合有少許差異的情況下，焊接時，會在塑膠件表面留下傷痕。避免方法是：在焊頭與塑膠件表面之間墊薄膜（例如PE膜等）。焊接線的設計2焊接線的設計焊接線是超聲波直接作用熔化的部分，其基本的兩種設計方式：○1能量導向○2剪切設計2.1能量導向能量導向是一種典型的在將被焊接的一個面注塑出突起的三角形柱，能量導向的基本功能是：集中能量，使其快速軟化和熔化接觸面。能量導向允許快速焊接，同時獲得最大的力度，在這種導向中，其材料大部分流向接觸面，能量導向是非晶態材料中最常用的方法。能量導向...
