產(chǎn)品在超聲波焊接之后出現(xiàn)錯(cuò)位該如何解決

在塑料制品的超聲波焊接中，產(chǎn)品上下殼體錯(cuò)位是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。一般認(rèn)為在超聲波焊接過(guò)程中的初始階段，切向振動(dòng)除去金屬表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分產(chǎn)生反復(fù)的微焊和破壞的過(guò)程而使接觸面積增大，同時(shí)使焊區(qū)溫度升高，在焊件交界面產(chǎn)生塑性變形。為什么產(chǎn)品出現(xiàn)錯(cuò)位，有產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題，也有超聲波夾具的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，當(dāng)然也有超聲波機(jī)器調(diào)試的問(wèn)題。但是，在一般情況下，產(chǎn)品本身具有良好的定位功能是主要的，當(dāng)錯(cuò)位時(shí)，通過(guò)修改超聲波裝置的方法改善錯(cuò)位現(xiàn)象只能“遲做總比不做好”，因此，當(dāng)塑料制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該首先考慮問(wèn)題。好的定位應(yīng)該實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能：

1、當(dāng)壓力波動(dòng)時(shí)，產(chǎn)物表面變形或無(wú)位錯(cuò)。

2、放邊時(shí)力的方向，不發(fā)生塑性接頭表面移位。通常定位設(shè)計(jì)為直口形、凸凹形、雙V型槽形、加強(qiáng)肋形或直口內(nèi)的定位銷(xiāo)結(jié)構(gòu)。

在實(shí)際生產(chǎn)操作中，如果產(chǎn)品在超聲波焊接后出現(xiàn)錯(cuò)位怎么辦，可以通過(guò)以下方法進(jìn)行改進(jìn)：

1、減少焊接壓力。由于壓力過(guò)大，產(chǎn)品本身難以承受，導(dǎo)致變形，界面會(huì)錯(cuò)位。

2、增加底模的高度，使其在關(guān)節(jié)面以上2毫米以上。通過(guò)加深底模夾具的深度，底模牢固地抓住產(chǎn)品。

3、采用超聲波導(dǎo)焊，降低超聲波對(duì)產(chǎn)品的傳輸能量。

4、采用預(yù)超聲波焊接方式，在與產(chǎn)品接觸前釋放超聲波，可減少脫位。

5、利用微調(diào)極限的功能，限制超聲波焊接頭的深度。

6、使用高功率、高振幅的超聲波設(shè)備進(jìn)行焊接，在較短的時(shí)間內(nèi)完成焊接。

7、超聲波的上下模不對(duì)齊，也會(huì)引起錯(cuò)位。

8、修改塑料產(chǎn)品，改進(jìn)產(chǎn)品定位設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)特別重要，因?yàn)樵摦a(chǎn)品具有良好的定位設(shè)計(jì)，這將為以后的使用省去很多麻煩。

臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)塑料線(xiàn)性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。

?不同焊接方法焊接異種金屬時(shí)的特點(diǎn)

大多數(shù)焊接方法都可用于異種金屬的焊接，但在選擇焊接方法及制定工藝措施時(shí)，仍應(yīng)考慮異種金屬焊接時(shí)的特點(diǎn)。根據(jù)母材和焊接接頭不同的要求，熔焊、壓焊及其他焊接方法在異種金屬焊接中都有所應(yīng)用，但也都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

1.熔焊

異種金屬焊接中應(yīng)用較多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。超音波熔接實(shí)例：日用品業(yè)：粉盒、化妝鏡、發(fā)梳、鎖圈、保溫杯、密封式容器、調(diào)味瓶、水管接頭、提把、瓶蓋、食品容器、汽車(chē)燈罩、汽車(chē)水箱…等。為了減少稀釋?zhuān)档腿酆媳然蚩刂撇煌饘倌覆牡娜刍?，通常可選用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。

為了減小熔深，可以采取間接電弧、擺動(dòng)焊絲、帶狀電極、附加不通電焊絲等工藝措施。釬料與高熔點(diǎn)母材之間則是釬焊過(guò)程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以避免許多焊接性方面的問(wèn)題，但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。但無(wú)論如何，只要是熔焊，總有部分母材熔入焊縫而引起稀釋?zhuān)硗?，還會(huì)形成諸如金屬間化合物、共晶體等。為了減輕這類(lèi)不利影響，必須控制和縮短金屬在液態(tài)或高溫固態(tài)下的停留時(shí)間。

然而，盡管熔焊方法和工藝措施不斷改進(jìn)和完善，卻仍然難以解決所有異種金屬焊接時(shí)的問(wèn)題，因?yàn)榻饘俜N類(lèi)繁多，性能要求又多種多樣，接頭形式又各不相同，許多情況下還需要采用壓焊或其他的焊接方法來(lái)解決特定的異種金屬接頭的焊接問(wèn)題。

2.壓焊

大多數(shù)壓焊方法都只將被焊金屬加熱至塑性狀態(tài)或甚至不加熱，而以施加一定的壓力為基本特征。與熔焊相比，在焊接異種金屬接頭時(shí)壓焊具有一定的優(yōu)越性，只要接頭形式允許，焊接質(zhì)量又能滿(mǎn)足要求，采用壓焊往往是比較合理的選擇。

壓焊時(shí)，異種金屬交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有壓力的作用，即使表面有熔化金屬存在，也會(huì)被擠壓而排出（如閃光焊和摩擦焊），只有少數(shù)情況下壓焊后還保留了曾經(jīng)熔化的金屬（如點(diǎn)焊）。

壓焊由于不加熱或加熱溫度低，可以減輕或避免熱循環(huán)對(duì)母材金屬性能的不利影響，防止產(chǎn)生脆性的金屬間化合物。某些形式的壓焊甚至能將已產(chǎn)生的金屬間化合物從接頭中擠壓出去。此外，壓焊時(shí)也不存在因稀釋而引起的焊縫金屬性能變化問(wèn)題。

不過(guò)，大多數(shù)壓焊方法對(duì)接頭形式是有一定要求的，例如點(diǎn)焊、縫焊、超聲波焊必須用搭接接頭；摩擦焊時(shí)至少有一個(gè)工件必須具有旋轉(zhuǎn)體的截面。壓焊設(shè)備目前也還不普及。這些無(wú)疑地都限制了壓焊的應(yīng)用范圍。

3.其他

除熔焊和壓焊外，還有一些可以用于異種金屬焊接的方法。例如釬焊就是釬料與母材之間的異種金屬焊接方法，不過(guò)這里所討論的則是較特殊的釬焊方法。

有一種方法稱(chēng)作熔焊——釬焊，即對(duì)異種金屬接頭中低熔點(diǎn)母材一側(cè)為熔焊，對(duì)高熔點(diǎn)母材—側(cè)為釬焊。振動(dòng)通過(guò)焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化，振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵，整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料。而且通常是以低熔點(diǎn)母材相同的金屬為釬料。因此，釬料與低熔點(diǎn)母材之間就是同種金屬的熔焊過(guò)程，不存在特殊困難。釬料與高熔點(diǎn)母材之間則是釬焊過(guò)程，母材不發(fā)生熔化、結(jié)晶，可以避免許多焊接性方面的問(wèn)題，但要求釬料對(duì)母材能良好潤(rùn)濕。

另一種方法稱(chēng)作共晶釬焊或共晶擴(kuò)散釬焊。這是將異種金屬接觸表面加熱到一定溫度，使兩種金屬在接觸表面處形成低熔點(diǎn)的共晶體，該低熔點(diǎn)共晶體在此溫度下呈液態(tài)，實(shí)質(zhì)上成了一種不用外加釬料的釬焊方法。

當(dāng)然，這要求兩種金屬之間能夠形成低熔點(diǎn)的共晶體。電器業(yè)：電子鐘、蒸氣熨斗、吸塵器、電話(huà)、計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)、電風(fēng)扇、電池…等。異種金屬擴(kuò)散焊時(shí)加入中間層材料，在很低壓力下加熱使中間層材料熔化，或與被焊金屬接觸形成低熔點(diǎn)共晶體，此時(shí)形成的薄層液體，經(jīng)一定時(shí)間的保溫過(guò)程，使中間層材料全部擴(kuò)散到母材中并均勻化，就能形成沒(méi)有中間材料的異種金屬接頭。

這類(lèi)方法在焊接過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)少量液態(tài)金屬。因而又被稱(chēng)作液相過(guò)渡焊，他們的共同特點(diǎn)就是接頭中不存在鑄造組織。

塑料焊接機(jī)飛速的發(fā)展經(jīng)歷

資料顯示，截至目前，中國(guó)市場(chǎng)的塑料焊接機(jī)設(shè)備消費(fèi)額占全球市場(chǎng)的20%左右，已成為的塑料機(jī)械消費(fèi)國(guó)。焊接作用力應(yīng)該用測(cè)壓儀校準(zhǔn)以便對(duì)不同焊機(jī)之間的焊接作用力進(jìn)行直接比較。預(yù)計(jì)到2014年，我國(guó)對(duì)塑料機(jī)械需求量的年均增長(zhǎng)率為15%左右。中國(guó)塑料機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)粟北平認(rèn)為，這意味著中國(guó)的塑料機(jī)械行業(yè)將駛上發(fā)展“高速路“。        從人均塑料消費(fèi)量來(lái)看，預(yù)計(jì)到2015年，西歐人均塑料消費(fèi)量將達(dá)到132千克、北美洲人均塑料消費(fèi)量將達(dá)到145千克、拉丁美洲人均塑料消費(fèi)量將達(dá)到31千克，而我國(guó)人均塑料消費(fèi)量將達(dá)到22.8千克，僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的六分之一。

       雖然數(shù)字差距明顯，但這也意味著我國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)還擁有較大的攀升空間和發(fā)展前景，市場(chǎng)需求的增加將帶動(dòng)塑料機(jī)械行業(yè)的快速增長(zhǎng)。有人錯(cuò)誤認(rèn)為超聲波模具只是一塊鋁合金，其實(shí)超聲波模具的設(shè)計(jì)與制造是很有講究的，其實(shí)超聲波模具是超聲波焊接技術(shù)中具有技術(shù)深度的一個(gè)方面。特別是特大型、精密、專(zhuān)用注塑機(jī)，低溫、大功率型單螺桿擠出機(jī)，以及相關(guān)工業(yè)制品應(yīng)用的吹塑機(jī)械等產(chǎn)品的發(fā)展前景看好。中國(guó)的塑機(jī)行業(yè)將朝著專(zhuān)用化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)合化、微型化、大型化、個(gè)性化和智能化方向發(fā)展，同時(shí)還要滿(mǎn)足節(jié)能、節(jié)材、和環(huán)保的要求，以適應(yīng)塑料原料、塑料制品加工企業(yè)節(jié)約成本的需要。

如何正確選擇塑料焊接機(jī)設(shè)備

塑料焊接大體有兩種方法：粘接和焊接。一般來(lái)講，粘接工藝生產(chǎn)效率低、不美觀，且膠粘劑都有一定的毒性；而焊接工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)生產(chǎn)、焊件美觀、焊接強(qiáng)度高，所以，塑料焊接工藝得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

       首先，要選取正確的可焊接的材料。這樣在接觸壓力的作用下，相互接近到原子引力能夠發(fā)生作用的距離時(shí)，即形成焊點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，只有分子結(jié)構(gòu)相同或相近的熱塑性塑料才能進(jìn)行焊接。在焊接面上是分子間的化學(xué)結(jié)合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。同時(shí)，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質(zhì)量有很大的關(guān)系，它們改變了材料的物理特性。填充物含量超過(guò) 30% 時(shí)，由于表面塑料比例不足，分子間融合的不夠，會(huì)降低焊接密封性。

       其次還要根據(jù)材料種類(lèi)和制品形狀、成本的的高低采取適當(dāng)?shù)暮附臃椒?。按所采用的加熱軟化方式的不同，塑料焊接可分為通過(guò)外加熱源、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及電磁作用軟化等幾種。