[发明专利]一种高耐久超声结构焊接的超声焊接装置及焊接方法

说明书

一种高耐久的超声结构焊接的焊接装置，第一夹持部(101)，第一夹持部(101)可上下移动地设于机架(100)，第一夹持部(101)内孔可旋转地设有旋转基座(104)，旋转基座(104)内孔固定所述超声机构(50)，超声机构(50)连接第一构件(10)，旋转基座(104)固定连接旋转增压器(60)；旋转增压器(60)固定于机架(100)；第二夹持部(102)，所述第二夹持部(102)同轴固定于第一夹持部(101)下方，第二构件(20)固定且支撑于第二夹持部(102)。所述高耐久的超声结构焊接的焊接装置及焊接方法，结构简单化，易于在现有的超声焊接装置的基础上改造实施。

技术领域

本发明涉及塑料件焊接的技术领域，具体涉及一种高耐久超声结构焊接的超声焊接装置及焊接方法。

背景技术

对于中空纤维膜式血液净化器，通常用聚氨酯等灌封材料将中空纤维膜束两端形成血透模块并将该血透模块固定在主体管容器中，主体管容器轴向两端超声焊接有入口积液管和出口积液管，主体管容器垂直于轴向一体成型有侧端口。来自人体的待透析血液从入口积液管进入血透模块的中空纤维，再从另一端的出口积液管流出回到人体，透析液从下侧端口流入主体管容器内腔，从中空纤维之间流过，从上侧端口流出，血液中的废物、过剩的电解质和水透过中空纤维进入透析液，随同透析液排出血液外。入口积液管、出口积液管与主体管容器的超声焊接要求液密性和气密性。

超声焊接装置通过超声焊头将两个塑件的重叠部分压在砧座上，同时施加超声振动和压力将两塑件连接。入口积液管、出口积液管与主体管容器的超声焊接,正确的接头设计对于获得最佳焊接结果至关重要。除此之外，通常容易出现如下问题：

(1)没有达到预期的焊接强度。(2)气密性或液密性不佳问题。(3)制品中有裂纹发生。裂纹发生往往是超声波振动引起的共振破坏导致。为校核焊接接口的连接强度及气密性,通常通过液压试验来检验制件的气密性、承压能力和爆破压力。(4)飞边发生。飞边产生主要出现在焊接线溢出位置。(5)表面划伤，因超声头的施压，焊接件表面会被划伤。飞边和划伤主要影响产品外观。

总之，超声焊接强度较低，不适用于高耐久的结构焊接。

江苏亚旭电子江苏有限公司公开了一种超声熔接结构(TW201341093A，公开日：2013年10月16日)，熔接面由竖直面改为倾斜平面，以供将一第一构件10沿一压合方向A压合並熔接结合至一第二构件20，該超音波熔接结构包含：熔接面11，形成于该第一构件及该第二构件的其中一者，该熔接面相对该压合方向为倾斜平面；及导能凸缘22，是与该熔接面相对应並形成于该第一构件及该第二构件的其中另一者，用以当该第一构件沿该压合方向压合于该第二构件时，该导能凸缘对应该熔接面产生一接触压力，並藉由超声波熔融接合該第一构件与該第二构件。即通过倾斜平面11对导能凸缘22施压同时超声熔融而结合，较好地消除了竖直圆周面连接不良的缺陷，增加了固结强度。实质是导能凸缘在演变为大面积的面接触前，将超声振动能量变为摩擦热而熔融形成倾斜熔接面，但是上述熔接结构仍然存在改进空间。

日本旭化成医疗株式会社公开了一种中空纤维膜式过滤器的积液管5与主体管容器2的超声焊接接头及焊接方法(JP2020179371A，公开日：2020年11月5日)，主体管容器端部设有榫槽52，榫槽52包括内环突50和外环突51，内环突50设有下止斜面，积液管5的环形榫头22插入榫槽52时，外环突51的斜导面沿径向向内施加一外力从而最终形成W1和W3两处焊缝，以增加焊接强度，同时可以防止积液管5的顶面被划伤。但是，超声焊缝仍然有熔化层厚度太薄导致焊接强度不够的问题。

设计正确的接头结构，达到预期的焊接强度，保证气密性或液密性，同时，防止裂纹、飞边和表面划伤，形成高耐久的结构焊接，是超声焊接装置的关键技术难题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高耐久的超声结构焊接的超声焊接装置及其焊接方法，解决焊接强度低，气密性或液密性难以保证同时防止裂纹、划伤实现超声焊接工艺的问题。