塑料产品的设计对超声波焊接机在焊接的结果起到的非常重要的作用。

 

设计超声波焊接件需要注意以下的事项：

 

1：最初接触面较小。为保证焊接界面（熔合面）发生变形（应变），要求焊接界面上初始接触面较小，以确保整个表面受热均匀，并很快达到热塑性材料的熔融温度。

2：确保合适对准。焊件设计以及有时焊点设计中应该设计有对准结构，以确保焊件的合适定位。一般通过定位销、焊件预装配或焊点设计，如舌榫焊点，进行焊件的对准。焊件也可以依靠焊头和夹具对准，但这不是很好的方法。

 

3：能量转换。焊件设计应使焊件与焊件接触面积最大，从而使焊头/焊件接触面诱导产生的局部高应力最小，这也降低了焊件被划伤的可能性。另外，焊件设计应使焊件与焊头接触面和焊接面之间的距离最小，并保证整个焊年都保持这个距离。必须注意的是要避免产生空隙，否则会阻碍超声波振动直接向焊接面传播。

 

焊件设计中首先考虑的是焊接距离（焊件/焊头接触面和焊接面之间的距离）。如果该距离小于6mm，称为“近场焊接”，大于6mm，称为”远场焊接”。需要注意的是，若焊接距离小于焊接材料波长时，适合采用近场焊接。对于近场焊接，一般假设能量控制器的振幅与焊头施加的振幅相似。相反，在远场焊接中，确定焊接表面能量控制器所经受的振幅时，必须考虑波在焊件内的传播。在可能的情况下，最好将焊件设计为采用近场焊接，以减少焊件划痕、能量损耗、焊件变形和设备超载等问题。如不可能设计为近场焊接，要慎重选择焊件的尺寸，以确保焊点面上的振幅最大。这一般意味着焊件的长度应大约为半个或整个波长。

 

 

焊接设计需要考虑的另一个主要因素是超声波振动在焊件中产生“共振”模式的可能性。当焊件产生与焊接频率一致或接近，或次谐波频率下的自然共振模式时，可能造成焊件的破坏。即使使用FEA技术也很难预测这些模式，采用下面的系统方法有助于解决这些问题。