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超声波焊接工装模具的设计

几何外型设计（建立参数化模型）

设计焊接工装首先是确定其大致的几何外型和结构，并建立参数化模型，以便进行后继分析。是为常见焊接工装的设计，在一个近似长方体的材料上沿振动方向豁开若干个 U 型槽。整体寸是 X 、 Y 、 Z 三个方向的长度，通常横向尺寸 X 和 Y 与被焊接工件的大小相当。 Z 的长度等于超声波的半波长，因为在经典的振动理论里面，长条型物体的一阶轴向频率是由它的长度确定半波长度正好与声波频率匹配，这种设计一直被延用，有利与声波的传播。 U 型槽的目的是减少工装横向振动的损耗，位置、大小和个数根据工装整体尺寸确定。可见在这种设计中，可自由调控的参数较少，因此我们在此基础上做了改进。图三 b ）是新设计的工装，比传统设计多了一个尺寸参数：外弧半径 R 。另外，在工装的工作面雕刻出凹槽与塑料工件表面配合，有利传递振动能量和保护工件表明不受到伤害。对此模型在 ANSYS 中进行常规的参数化建模，然后进行下一步实验设计。

超声波焊接零件设计的强度要求和外观要求

1、强度要求

首先，必须确立焊接强度多大。在很多聚合物中，恰当执行超声波焊接，能使焊缝强度几乎达到焊缝周围的强度。这种方法关键要考虑的是：是否密封。一旦确立了要求的强度和密封性，就可以选择材料和壁厚了。

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2、外观要求

另一个主要的问题是焊缝的外观要求。一个零件需要固定，在另一个零件上要求适当放置焊头，这对零件的外形有显著的影响。如果需要一个漂亮外观的话，那么就应该极其关心焊瘤问题。这些问题会在很大程度上决定接头的设计。

为了可以焊接，必须有足够的振动传递到焊接面才能引起摩擦使塑料熔化。在大多数可能焊接方法中，我们都希望能做到这一点。

超声波焊接缝设计

超声波焊缝设计指南

超声波焊接工艺非常关键的一个因素是焊缝的接头设计，也就是两个零件接合面的结构设计。在零件设计阶段，就应该充分考虑，避免后续损失。已知的成熟应用的接头设计有多种形式，金属线材超高频诱导加热供应价格，每一个都有其特点和优点。选择哪一种设计，是由塑料类型、零件几何形状、焊接要求、加工和注塑成型能力等因素决定的。

1．三角导能筋设计

个平面上带一个三角导能筋的设计是常见的焊缝接头设计，也是容易注塑成型的设计。平面上的导能筋尖角为90°或者60。为什么叫做导能筋？是因为三角顶部尖点能将两个零件的初始接触区域限制在一个非常小的区域，并将超声波能量集中在三角形的顶点。在焊接过程中，集中引导的超声波能量会导致接头熔化，塑料会在整个焊接区域流动，并将零件粘接在一起。