超声波焊接的局限性和缺点

　　尽管超声波焊接有众多的优点，但超声波焊接也有一定的局限性和缺点，在选择超声波焊接工艺之前和进行超声波焊接塑胶件零件设计时，产品设计工程师必须清楚了 解超音波焊接的局限性，并通过合理的零件设计来避免超声波焊接缺陷的产生、提高焊接的质量。

1)塑胶材料的局限性。

　　　超声波焊接并不能够焊接所有的塑料，这是超声波焊接最大的局限性。有的塑料焊接性能好，有的塑料焊接性能差，而且超声波焊接一般仅适合于于—种或者相似塑料之间的焊接。如果两个塑胶件材料不同，多数时候超声波焊接无能为力。因此，一定选定超声波焊接工艺，就不能轻易更改零件材料。有工程师曾经向笔者反映，为何对ABS材料的两个塑胶件进行超声波焊接时，焊接质量非常好，但由于其他设计要求，把一个塑胶件的ABS材料换成PBT，就很难焊接上？就是这个原因。

   超声波焊接部件的材料可能是最重要的限制- 当两个部件均由相似的无定形聚合物制成时，该工艺效果最佳。如果两种材料都不适合焊接（例如热固性塑料），则需要使用另一种连接方法。

2)焊接后不可拆卸性。

　　超声波焊接是不可拆卸性连接，无法进行返工。一旦两个零件过超声波焊接装配成一体，之后如果发现产品存在质量问题，那么也无法进行返工。

3)塑胶零件大小和形状的限制。

　　中小型的塑胶件适合超声波焊接，尺寸一般小于250mmx300 mm，较大的零件可能耑要多个焊接工序。而且超声波焊接一般适用于形状比较单一的塑胶件，对于形状复杂的塑胶件，焊接质量可能较低。

     连续超声波焊接的尺寸取决于制造它的超声波焊头，其尺寸受到基于所用超声波波长的物理约束。

4)最大超声波焊接功率的限制

     超声波焊接工艺所需的功率主要取决于焊缝的尺寸、焊接的材料以及将功率传输到焊缝的效率。大多数超声波系统使用控制系统根据过程需要自动调整功率输入，但显然在发生器和换能器的能力范围内。对于超声波发生器中使用的现代电子设备，换能器决定了系统可以处理的最大功率，因为上面讨论的超声波发生器对物理尺寸的限制相同。现代超声波换能器通常可以处理3kW，有些人声称高达6kW，这应该超出了超声波焊接可行性的界限。在轴向模式系统中很难实现，如用于塑料焊接，除非换能器可以应用于完全独立的超声波系统。因此，多个超声波系统可以在部件上的多个位置进行离散焊接。通过增加焊接时间来补偿有限的功率是不可能的，因为更多的时间允许更多的热量从焊接区传出。

5)超声波可能会破坏产品。

　　超声波的能量很大，在焊接过程中有可能造成塑胶件本身因为强度不够而发生损坏，同时也可能造成产品内部其他零部件的损坏。因此，在进行产品设计时，尽可能增加塑胶件的强度和产品内部其他零部件的强度，或者将零部件远离焊接区域，尽量把强度不高的其他零部件安排在超声波焊接工序之后再进行装配。有些电控板上的电子元器件特别需要注意。

6)调试使用需要技巧。

　　目前超声波焊接质量对超超声波焊接机的调机技术，以及对操作者的细心程度都有很大的依赖性。很多产品在前几次超声波焊接时会出现焊接不够牢固或者焊接表面过度熔化等质量问题，工程师会误以为超声波焊接的质量就只能达到这一步，但其实绝大多数的质量问题可以通过焊接参数调整而得到解决，不过这需要依赖调机技术以及操作者的细心。最有效的方法是请超声波设备供应商专业人员提供帮助。

7)超声波噪音伤害。

　　超声波对于人的听力有伤害，应准备好劳保用品。特别是焊接时那一下高音，有些人会特别难受。

尽管塑料超声波焊接有很多的局限性和缺点，但仍然得到了广泛的应用。