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超声波塑胶熔接机参数对熔接质量的影响

2022-03-09 10:53
塑胶超声波熔接包括振幅、焊接时间、焊接压力 等工艺参数,这些工艺参数以及参数之间的共同作用都对熔接质量有影响。

塑料材料对超声波塑胶熔接的影响


超声波塑胶熔接并不能焊接所有的塑料，这是超声波塑胶熔接最大的局限性。塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料分子呈线型或支链型结构，经过加热软化熔融即可制成一定形状的塑件，且冷却后能够保持定型形状。这一过程可反复进行，具有可逆性。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙）以及丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）三元共聚物（ABS）等。而热固性塑料在加热时会发生交联反应，分子主链间以化学键结合，最终成为既不熔化也不熔解的物质。由两者的特性可知，超声波塑胶熔接只适合于热塑性塑料之间的焊接，并不适合热固性塑料。此外，塑胶原料中的填充剂（碳酸钙、玻璃纤维、氢氧化铝等）和添加剂（阻燃剂、增塑剂、润滑剂等）都对超声波塑胶熔接存在很大的影响。

超声波塑胶熔接机工艺参数对焊接质量的影响


对于超声波塑胶熔接机，熔接能量（WeldingEnergy）为功率与时间的乘积，焊接功率为压力、下降速度、频率以及振幅的乘积。由超声波的工作原理可知，超声波的实际功率并不大，工作时间短，产生的热量有限，所以一般只适用于熔点较低（400℃以下）的材料。根据所选塑料的特性不同，可以对超声波塑胶熔接机的工艺参数进行有效调整，从而达到理想的焊接效果。常见超声波塑胶熔接机工艺参数对焊接质量的影响见表1。
表1超声波塑胶熔接机工艺参数对焊接质量的影响
参数类型 影响
气压 一般通过调压阀调整，气压越大，能量越大
下降速度 超声波熔接机上有相应的旋钮，一般下降速度越大，能量越大
频率 超声波熔接机器都有固定的频率，频率越大，能量越大
振幅 振幅的变化因素较多，一般振幅的调整可以通过调幅器和焊头的设计实现
焊接时间 焊接机的焊接时间，时间越长，焊接的能量越大
保压时间 保压时间是在塑料熔化之后的保持气压的时间，时间越长，形成的焊点越稳定，变形越小

塑胶超声波熔接机制复杂,焊接质量受众多因素影响。对材料进行熔接时,首先要考虑其可焊性,低熔点、高表面摩擦系数的材料可得到较优焊接质量,在适宜的工艺参数下,增强材料加入能够提高熔接质量;其次,超声波的振幅、焊接时间、焊接压力是影响熔接质量的主要工艺参数,得到较佳焊接质量的三个工艺参数都存在一定的范围;第三,在焊接界面引入导能筋和连接层能够提高焊接强度。使用导能筋能够连接高熔点的热塑性聚合物,使用连接层能够使取向材料及不同类型材料进行焊接。

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