在超声波塑料焊接机运行过程中,超声波塑焊机接头设计是一个非常重要的环节,如果超声波塑焊机接头设计不当,会出现焊接区域难以控制、焊接边缘应力集中、焊接表面出现压痕、气泡以及局部过焊等缺陷,通过对焊件接头的合理设计,不仅可以有效地改善上述缺陷,而且还可以控制焊接区的形成,实现选择性焊接。

       我们在研究超声波塑焊机时对搭接接头、阶梯导能筋、舌椎导能筋、槽缝导能筋等多种接头形式进行了研究,发现导能筋对于所有的非结晶聚合物焊接都会产生良好的效果,但对有的半结晶聚合物,由于导能筋熔化产生的熔融液容易在完成焊接以前就凝固,而在界面产生不完全融合现象,因此针对半结晶聚合物焊接,他提出了剪切形式的导能筋结构。技术人员针对焊接接头提出了三条基本设计原则:①焊接初始接触面积要尽量小以保证能量的有效集中;②焊接接头要便于对准;③交界面要均匀以保证能量的连贯传输和导能筋熔化焊接过程的可控性。就接头形状对产热速率的影响进行了研究,结果表明半圆形接头的产热率高于矩形和三角形,他认为这主要是由于半圆形接头的接触面积大于后两者所致。但是如果接触面过大,焊接表面的加工公差会使焊接区产生不可预料的气泡,影响焊接质量。在超声波塑焊机焊接过程中焊区产生气泡是一个很难解决的问题,虽然目前对气泡的产生机理尚无定论,从导能筋设计避免气泡产生的角度做了有益的尝试,研究表明,在导能筋的连接处要避免采用拐角连接,而应使用圆角或在拐角处设断点,这样在焊接时可以避免该区域因材料集中而产生气泡。另外,在较长的导能筋上设计合理的断口可避免气泡的产生,而且要尽量避免导能筋与焊件大面积接触。