首先，我們一定要真正弄清焊接的原理，只有這樣，才能設計出好的焊接結構，才能在這種結構上成為真正的工程師，不然你的所謂經驗和資料，都將成為你的絆腳石。

焊接的原理:幾乎所有的焊接，都是將兩焊接零件的焊接端面分子產生運動，使它們相互擴散，相互纏結。達到相互連接的目的。

比如我們的超聲波焊接就是利用焊頭的高頻振動,使兩焊接零件高頻磨擦，將機械能轉化為熱能，熱能將兩焊接面的分子溶解，恢復其活性，然后在外作用力的輔助下，分子相互纏結來達到焊接目的。其實不難明白，焊接就是一個讓分子相互纏結的過程。

由上圖我們就可以看出超聲波焊接的原理:

①超聲裝備工作原理:

輸入低頻電→通過電源箱變頻，轉換成高頻電輸出→通過邊變壓器裝置將高電頻信號轉換成機械振動→通過振幅變壓器整合振幅→輸出能量，將焊頭引至高頻振動→焊頭將塑膠零件高頻摩擦，產生熱能使塑膠熔化→風壓裝置同時下壓運動，將兩零件融合在一起然后冷卻，達到粘結的目的。

②超聲裝備各部件基本參數(shù):

通過電源箱變頻后，其輸出頻率通常20~50kHZ之間，(20kHZ最常用)其振幅通常在15~60um。也有時候會將其頻率調成15kHZ.這種聲頻率適合用來超聲較大制件或是較軟的材料，如大型的PP材料外殼等。一但將超聲將塑膠局部熔化后，超聲會立即停止，通常這個超聲過程會在0.5~1.5S內完成。

超聲波焊接頭設計對于像ABS ,PC,HIPS等易于超聲熔接焊的塑膠，其接頭形式通常設計成以下幾種

方案一

像這種接頭的設計是不適合用來做超聲熔接焊接的，它需要很長的焊接時間，很大的焊接能量，而且焊完后周邊還有熔膠會溢出，影響產品外觀。

方案二

如上圖改進后的超聲線設計，通常我們做成一條三角形的小骨，這樣會減小焊接能量和時間，(在學術界用專業(yè)的語言來講，這種小三角骨稱為能量導向器)但是仍然會有小部分溢料，影響外觀。

方案三

通常為了防止溢膠影響外觀，我們要做成如左圖形式，將超聲線做在止口內，防止塑膠熔體溢出。

方案四

當產品壁厚不夠，不能做止口結構時，為了防止塑膠熔體溢出影響外觀，通常我們將產品結構做成如左圖，做一個溢料收集器來防止不不良現(xiàn)像方案五

有經驗的設計師應該都知道，沒有美工線的產品在裝配變形后極易引起上下蓋錯位，從而導致刮手。超聲也是一樣，也有錯位的機率，為了防止有刮手現(xiàn)像，最好還是做一點美工線在上面。

超聲線具體參數(shù)設計實際上超聲線的參數(shù)與其被超聲零件和材質與其體積大小有一定的關系。通常可以這樣來設計的，僅供參考。

常用超聲線設計尺寸

止口的設計參數(shù)通常如下圖:

有時為了增加超聲波焊接強度，我們也可以在超聲面上做一些紋理，用來做超聲強度改良，如圖:

有經驗的設計師應該知道超聲波焊接完后有時候產品會出現(xiàn)縫隙不均勻的現(xiàn)象，有些地方大，有些地方小，為什么會出現(xiàn)這一情況呢?我們在設計上該如何防止呢?

首先我們假設在超聲波加工設備上是沒有問題的，那么我們要在設計上來解決這一現(xiàn)象。一起來分析~~

不良原因一:超聲線的設計不良。

不良原因二:超聲零件的材質不同，在超聲焊接中，兩被超聲的零件盡可能使用相同的材料。

如像PA,它就只能與PA相互超聲連接。POM,只能與POM相互超聲。使用不同的材料相互超聲，更嚴重的會有根本無法焊接的現(xiàn)象。相對來講，半結晶塑膠比較容易出現(xiàn)不易超聲或是超聲不良。如果說因產品需求，我們一定要用兩種不同的材料來進行超聲波焊接，建議將超聲結構做成機械互鎖式，如下圖

不良原因三:超聲零件過于潮濕或是零件內摻有玻纖或是其它阻燃劑等化學成分，也會導致超困難或是不良現(xiàn)像由于文章篇幅，塑膠產品超聲波焊接結構設計相關內容暫且整理分享至此，希望能對正在從事設計的你或將要入行的你有所幫助