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影響超聲波塑料焊接強度的原因解析
超聲波焊接熱塑性塑料的產品強度一般都比較低，難以滿足產品強度要求，我們只有深入分析影響超聲波焊接強度的原因才能更好地對癥下藥找到方法使產品的強度達到要求。
經分析導致超聲波焊接強度不夠的原因主要有以下幾個方面：
（1）超聲波焊接夾具
超聲波焊接夾具與產品的接觸面受力是否均勻直接影響超聲波焊接的效果，進而對焊接后產品的強度產生影響。當產品受力均勻時，各焊接部位能達到一致穩定的焊接狀態，從而獲得較理想的焊接效果。當產品受力不均勻時，產品部分區域可能出現焊接不充分而使產品局部強度不足。如果加大超聲波輸出的能量可使焊接強度提升，但是與此同時也會產生另一個質量問題，就是會導致產品出現壓傷的情形。 一般來說，超聲波焊接作業時，只要焊接產品與焊接夾具表面只要接觸準確就可以得到理想的焊接效果。其實這只是表面的看法，超聲波既然是摩擦振動，就會出現超聲波傳導的現象，如果只是觀察硬件（產品與焊接夾具）的吻合程度，而忽略了超聲波焊接作業的方式，必定會產生舍本逐末或誤判的后果。事實上焊接夾具的吻合度，產品截面的高低、肉厚、深淺、材質的組織，必定是無法百分之百承受相同的壓力。另一方面，上模（HORN）輸出的能量每一點都有誤差，并非整個面發出的能量都相同，這也勢必產生產品焊接程度的差異。不過，通過調節超聲波焊接機本身的水平螺絲可以盡可能地修正上模輸出的能量誤差。 超聲波焊接夾具主要起定位及承載的作用。對于具有復雜三維曲面形狀及加工精度要求高的產品，對超聲波夾具的加工精度則有較高的要求。
（2）超聲波焊接條件
超聲波焊接作業的條件是指機器的輸出功率、壓力（動態壓力與靜態壓力）、焊接時間、硬化時間、延遲時間等諸元素的設定。通過優化超聲波焊接作業的條件往往能獲得理想的焊接效果。 在實施超聲波焊接時，如果壓力太大，氣缸下降緩沖太快，易把超聲波焊接線壓平，雖然產品看似已經密合，但因焊接線已經受擠壓而下陷，失去了焊接效果，形成塑料零見面與面的強迫焊接，而非三角形點的引導焊接，所以產生假焊假象。 輸出功率指的是產品在焊接過程中，超聲波機器單位時間內輸出的能量。輸出功率與焊接時間及振幅成正比。通常通過調整振幅來控制超聲波機器的輸出功率。輸出功率太大會導致產品表面壓傷，產生毛邊等問題；輸出功率太小則影響產品焊接強度。焊接時間指的是產品在焊接過程中，超聲波機器從能量輸出到結束的時間。合理的焊接時間設計可得到理想的能量輸出，從而達到最佳的焊接效果。 硬化時間是指超聲波焊接完成后上模繼續壓著物體使剛剛融化的焊接線充分固化的時間。硬化時間太長，會導致產品表面壓傷，太短則焊接線未完成固化，影響焊接強度。 延遲時間指的是為了讓需要進行超聲波焊接的產品充分吸收超聲波機器所發出的能量，先將產品預壓到一定的緊密度后，在發出超聲波，從產品預壓到發出超聲波這段時間叫延遲時間。延遲時間太長會導致產品表面壓傷，產品產生毛邊等問題；太短則能量未完全吸收，影響產品焊接強度。
（3）超聲波焊接線
超聲波焊接線的尺寸及形態對產品焊接強度的影響也是非常直接的。通常，超聲波焊接線的尺寸大小與產品焊接強度成正相關。也就是說尺寸越大，產品焊接后的強度越高。但是，這不是說焊接線的尺寸越大就越好。焊接線的尺寸太大時，會引發另外一個問題即產品極易出現毛邊。
延伸閱讀：超聲波焊接線設計原則
（4）塑料產品材料
非結晶性硬質塑料，如聚碳酸酯PC、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯聚合物類ABS、聚苯乙烯PS、局甲基丙烯酸甲酯PMMA等，對超聲波能量通常具有良好的透射率，高頻振動能可經過較長的距離傳輸的接口區域，因此這些材料具有良好的焊接性能。而半結晶性塑料，如聚酰胺PA、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚甲醛POM等，對超聲波能量通常具有較強的消聲作用，高頻振動能經過較長的距離傳輸到接口區域時，超聲波能量會很快衰減，因此半結晶性塑料的焊接性能相對較差。
延伸閱讀：超聲波塑料焊接材料的選擇
在超聲波焊接過程中，不可避免的問題是強度經常不能滿足期望的標準。當然，在焊接操作期間不可能獲得一件式的強度。我們只能創造條件，使其盡可能達到產品的強度要求。
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