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超声波焊接的近场焊接与远场焊接

2021-08-04 17:06
塑料的超声波焊接就是将20一40kHz的超声波高频振动,通过焊接头传递至需焊接的塑料零件上,使塑料件表面之间及内分子之间发生冲击摩擦,导致塑料件两表面接口处温度升高,当温度达到接口处塑料的熔点时,塑料迅速熔化而填充接口间的空隙;当超声波振动停止后,接口处温度随之下降,在一定压力下,空隙间塑料由熔融态变为固态定型,两表面就牢固地合二为一。超声波焊接的近场焊接与远场焊接分别指离焊头接触面小于6.4mm或大于6.4mm的焊接。
 
在新形势下,远场焊接、近场焊接被广泛应用到工业中,大都采用的是工作频率为20kHz的超声波,在热塑性塑料、聚合物中,其波长大都不会小于6厘米,也会超过13厘米。在焊接过程中,焊接人员必须严格按照其波长范围,准确计算,合理控制焊头、焊接部件接触位置、焊接界面二者的间距,一定不能超过6.4毫米,这被称之为近场焊接。如果并没有要求其间距不能超过6.4毫米,则属于远场焊接。在近场超声焊接过程中,必须控制好焊头、焊接部件接触面、焊接界面二者的距离,不能超过超声波在其中的波长,也就是说焊件焊接面、焊头表面二者的振幅并没有明显的区别。一般来说,近场焊接大都用于硬度较低的半结晶形材料,但必须具有较高的超声能量吸收能力,如PA、PP、PE和POM这样的半结晶性塑料中,超声能量很快衰减,因而只适合于近场焊接。对于远场焊接来说,其材料必须具备较高的硬度,超声能量吸收能力较低。如SAN、PS、PC、ABS和PMMA等非结晶性硬质塑料,对超声波能量通常具有良好的透射性,高频振动能经过较长的距离传输到焊接口区域,因此这些材料在近场或远场均具有良好的焊接性能。此外,在应用过程中,还要多角度、多层次分析传播过程中出现的耗损问题,优化解决。

超声波焊接的特点是热量只集中在焊接部分,焊缝牢固而美观。不论塑料的极性大小,几乎所有的热塑性塑料都可采用超声波焊接,尤其适用于硬度较高的塑料。对异种塑料也可进行超声波焊接。超声波焊接时间短,生产效率高