聚乙烯医疗器具的设计与制造，特别是在超声波焊接技术的应用上，体现了高度的工艺复杂性和对细节的严格把控。根据提供的信息，这些器具的结构设计遵循了精确的尺寸要求，旨在确保各个部分的功能性与耐用性，尤其是对于工作端与柄部的不同焊接需求。

结构尺寸与焊接方式

工作端与柄部结构：图8.15展示了医疗器具的对称设计，其中(a)部分为上下焊件的一般结构，(b)和(c)分别展示了工作端与柄部的焊接部位结构及尺寸，体现了不同部位的特有几何特征。

焊接分类：工作端采用近程焊接，意味着超声波焊头上表面与焊接面的距离小于6.4mm，此方法对聚乙烯材料的焊接效果一般；而柄部焊接则是远程焊接（距离大于64mm），这一方式下焊接性能较差。

焊接工艺优化

设备选择与聚能器设计：为改善焊接质量，采用了MP201型超声波焊机，并特别设计了阶梯形超声波聚能器，以增强振幅至30μm，满足聚乙烯材质的焊接振幅要求，从而提高了焊接效率和质量稳定性。

工艺参数与焊接效果

工作部位焊接：通过精确控制焊接压力为0.1MPa，焊接时间设定为0.7秒，确保了充分的发热量，避免了不熔合和强度不足的问题，同时也防止了表面损伤。

柄部焊接：鉴于柄部焊接面积较小，调整焊接压力为0.07MPa，同样焊接时间为0.7秒，确保了适宜的热量输入和结构完整性。

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 表面保护措施

表面防护：考虑到聚乙烯材料表面硬度低，采取了在上焊件与上声极端面间垫纸的策略，有效减轻了铝合金上声极对产品表面的直接冲击和污染，减少了表面压痕和局部熔化造成的损害，维护了产品的美观度与整体质量。

总结

聚乙烯医疗器具的超声波焊接不仅涉及对焊接工艺参数的精确调控，还包含了针对材料特性的技术创新（如聚能器设计）及细致的表面保护措施。通过上述综合措施，实现了在确保接头强度的同时，也保护了医疗器具的外观品质，这对于提升医疗产品的可靠性和用户体验至关重要。