[发明专利]超声波焊接结构及超声波焊接方法

说明书

一种超声波焊接结构，包括塑料件、塑料护盖及金属线圈，金属线圈容置于超声波凹槽内，超声波凸檐嵌置于超声波凹槽内，且超声波凸檐与金属线圈相顶持，通过在塑料件与塑料护盖之间增加比热容较低的金属线圈，采用超声波焊接，在相同的条件下金属线圈发热升温更快更高，导热更快且均匀，可以在较短时间温度内达到塑料件的熔点温度，并传递到金属线圈与塑料件的接触面及金属线圈与塑料护盖的接触面使之局部快速熔化，使塑料件与塑料护盖分子交替熔合，起到较好的密封焊接粘合效果，达到快速焊接的效果，从而缩短超声波焊头作用于塑料件的时间，以减少超声波焊头长时间挤压在焊接面上而造成两个塑料件的接触面处出现开裂或发白的问题。

技术领域

本发明涉及塑料焊接技术领域，特别是涉及一种超声波焊接结构及超声波焊接方法。

背景技术

目前，PC、PS、ABS、PMMA等透明脆性塑料做为具有可观测、密封功能的零件，此类零件需要用加热方法的使两个塑料件的接触面同时熔结合成一个整体。采用加热方法使两个塑料件的接触面同时熔化，从而使它们结合成个整体的连接方法称为塑料焊接，且仅适用于热塑性塑料连接，并且塑料焊接需要用到超声波塑料焊接技术。

进一步地，超声波塑料焊接是指超音波超高频率振动的焊头作用于热塑性的塑料接触面，启动超声波机发出频率20～40千赫的超声波振动，这种达到一定振幅的高频振动，经换能器把大功率振动信号转换为相应的机械能，施加于所需焊接的两个塑料件的焊区，由于焊区，即，两个塑料件的交界面处声阻大，塑料件接合处剧烈摩擦瞬间产生高热量，又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。

然而，由于PC、PS、ABS、PMMA等材料比热容大，有密封要求的产品密封面积往往比较大，超声波焊接需要更多的热量才能达到材料的熔点，因此采用超声波焊接难度大。从超声波焊接工作原理可知：加大功率或增加焊接时间可产生更高的热量，然而加大功率意味着需要增加设备的投入；增加焊接时间意味着超声波焊头压力长时间施加于产品上，易造成在两个塑料件的接触面处出现开裂或发白的现象，影响产品外观，存在不能保证一次性完全密封的弊端，并且增加焊接时间对焊有密封要求的产品焊接密封不良率偏高。

发明内容

基于此，有必要设计一种能够缩短超声波焊头作用于塑料件的时间，以减少超声波焊头长时间挤压在焊接面上而造成两个塑料件的接触面处出现开裂或发白的问题，以及能够起到较好的密封焊接粘合效果的超声波焊接结构。

一种超声波焊接结构，包括：塑料件、塑料护盖及金属线圈，所述塑料件上开设有超声波凹槽，所述塑料护盖上设置有超声波凸檐，所述金属线圈容置于所述超声波凹槽内，所述塑料护盖设置于所述塑料件上，所述超声波凸檐嵌置于所述超声波凹槽内，且所述超声波凸檐与所述金属线圈相顶持；

所述金属线圈上分别开设有多个第一凹痕及多个第二凹痕，各所述第一凹痕分别用于与所述超声波凹槽的底面相抵持，各所述第二凹痕分别用于与所述超声波凸檐的底面相抵持。

在其中一个实施例中，所述金属线圈为铁线圈、铜线圈或不锈钢线圈。

在其中一个实施例中，所述金属线圈的横截面为圆形、菱形或矩形。

在其中一个实施例中，所述塑料件包括塑料底座及内封组件，所述超声波凹槽开设于所述塑料底座上，所述内封组件设置于所述塑料底座上，所述超声波凹槽围绕所述内封组件设置；

所述塑料护盖包括盖体及超声波凸檐，所述超声波凸檐设置于所述盖体上；

所述超声波凸檐嵌置于所述超声波凹槽内，所述盖体与所述塑料底座连接，且所述塑料底座与所述盖体用于共同封装所述内封组件。