在超声波焊接产品开发阶段,工件壁厚设计是非常关键的一环,很多塑件后期焊接不良,根源并不是设备调试问题,而是前期产品壁厚设计不合理。壁厚直接影响塑料传导超声振动的能力,进而影响熔融效果,很多新手在产品设计时容易忽略这一点,等到开模完成之后,才发现无法稳定焊接,修改模具成本高昂。
设计工件壁厚时,需要结合塑料材质综合考量。一般工程塑料,推荐基础壁厚保持在 1.5mm 至 3mm 区间。壁厚太薄,超声波能量在传递过程中损耗大,振动难以传递到焊接线位置,焊缝熔融不足,焊接强度差;壁厚太厚,超声振动传导阻力变大,容易造成产品本体发热,工件发生形变,甚至出现产品本体开裂,仅仅焊缝位置达不到焊接标准。
同时要注意壁厚均匀性,同一个工件尽量避免壁厚突变。厚薄过渡位置容易产生应力集中,超声波振动作用下,厚壁和薄壁交接处极易出现裂纹。如果产品结构必须做厚薄变化,需要设计平滑过渡斜面,减少应力集中问题。焊接筋位也就是导能筋的尺寸,也要配合壁厚同步设计,导能筋高度不宜过高,保证能量集中在焊缝位置熔融。
拿到产品图纸之后,在开模前就可以评估超声波焊接可行性,提前优化壁厚和焊缝结构,避免后期返工。使用超声波焊接设备加工塑胶件,产品结构设计和设备调试同等重要,好的产品设计,能够大幅降低调机难度,稳定提升产品良率,减少生产过程中的各类焊接缺陷,节约模具修改与生产调试成本。