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超聲波焊接工藝參數（二）
超聲波塑料焊接的評價指標有兩個:焊接強度和焊接精度。焊接精度主要滿足焊接件焊后的幾何精度和表觀質量,如尺寸精度、形狀精度及連接件外觀表面的一致性。影響焊接強度和精度的因素有很多,可以分為三大類:一類是超聲波焊接機可以調節的影響因素:另一類是被焊接材料本身物理和幾何參數的影響:第三類是環境的因素。下面是超聲波焊接設備可以調節的影響因素。
焊接時間
焊接時間是施加振動的時間 。每一用途合適的焊接時間由試驗確定 。 增加焊接時間會提高焊縫強度直至達到最佳時間為止 。 進一步增加焊接時間會導致焊縫強度降低或者只是稍稍增加強度，而與此同時會增加焊縫飛邊和提高產生零件壓痕的可能性 。避免過焊是很重要的，因為會產生需修整的過量飛邊，這可能降低焊縫質量，在需密封接頭的零件中產生漏隙 。焊頭可能擦傷表面 。較長焊接時間時在遠離接頭區域的零件部分還可能出現熔化和斷裂，尤其在模制件中的孔洞 、焊合線和尖角處是這樣 。
保壓時間
保壓時間是指焊后零件在無振動壓力下結合和凝固的標稱時間 。 在大部分情況下，它并不是 一個關鍵參數， 0．3 到 0．5 秒一般足夠了，除非內載荷易于拆開焊接零件 ( 如焊前壓縮的螺旋彈簧) 。 壓力焊接壓力提供了焊頭與零件耦合所需的靜力，以便振動傳入零件中 。 在焊接循環的保壓階段接頭處的熔化材料凝固時，同樣的靜載荷確保零件連成一體 。 最佳壓力的確定對于良好焊接是必不可少的 。 如果壓力過低，會造成能量傳遞差或不足的熔體流動，導致不必要的長時間焊接循 環 。增加焊接壓力會減少實現相同位移所需的焊接時間 。 如果壓力過高，會造成沿流動方向的分子取向及降低焊縫強度，可能產生零件壓痕 。極端情況下如果相對于焊頭端部振幅來說壓力過高，可能會過載 、使焊頭停止 。在超聲波焊接中， 高振幅需低壓力，低振幅需高壓力 。 隨著振幅的增加，可接受的壓力范圍變窄 。 因此高振幅時最重要的是找到最佳壓力 。 大多數超聲波焊接是在恒壓或恒力下進行的 。 對于某些裝置，循環過程中力是可以改變的，即進行力分階 ( force profi- ling ) ，在超聲波能量施加給零件期間焊接作用力減小 。在焊接循環后期下降的焊接壓力或作用力減少了從接頭處的材料擠出量，延長分子間擴散時間，減低分子取向并提高焊縫強度 。對于有較低熔體粘度類似聚酰胺的材料而言，這可能大大提高焊縫強度 。
焊接模式
按時間焊接稱之為開環過程 。 待焊零件在焊 頭下降和接觸之前裝配于工裝夾具之中 。 然后超 聲波作用于組件一段固定時間，通常是 0． 2 － 1 秒 。 這個過程并不出現成功焊接 。 成功焊接是在 假設固定的焊接時間導致固定量的能量作用于接 頭，產生可控量的熔化條件下的理想情況 。 實際 上，從一個循環到下一循環保持振幅吸收的功率 并不是一樣的 。 這是由于多個因素造成的( 如兩 零件之間的配合) 。 因為能量隨功率和時間而變 化，時間固定，施加的能量從一個零件到下一零件 會發生改變 。 對于一致性非常重要的大批量生 產，這顯然是不合乎要求的 。按能量焊接是具反饋控制的閉環過程 。 超聲波機器軟件測量吸收的 功率并調節加工時間以便向接頭傳遞所需的能量 輸入 。 這個過程的假設是如果每道焊縫消耗的能 量相同，接頭處熔化材料的數量每次是相同的 。 然而實際情況是在焊接套件中以及尤其在焊頭和 零件界面處存在能量損耗 。 結果，某些零件可能 比其它零件獲得更多的能量，可能造成焊縫強度 不一致 。 按距離焊接允許零件按特定的焊接深度 連接 。 這種模式運作不取決于時間 、 吸收的能量 或功率，補償模制件中的任何尺寸偏差，因而最好 地保證了每次在接頭中熔化相同數量的塑料 。 為 了控制質量，可以對形成焊縫所用的能量或所花的時間設定限度。
以上的幾個因素都可以通過超聲波焊接機來進行調整。其中,焊接時間、超聲壓力、保持壓力時間被認為是影響焊接強度和質量的最主要的因素。
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