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超聲波塑膠熔接機參數對熔接質(zhì)量的影響

2022-03-09 10:53
塑膠超聲波熔接包括振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力 等工藝參數,這些工藝參數以及參數之間的共同作用都對熔接質(zhì)量有影響。

塑料材料對超聲波塑膠熔接的影響


超聲波塑膠熔接并不能焊接所有的塑料，這是超聲波塑膠熔接最大的局限性。塑料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。熱塑性塑料分子呈線(xiàn)型或支鏈型結構，經(jīng)過(guò)加熱軟化熔融即可制成一定形狀的塑件，且冷卻后能夠保持定型形狀。這一過(guò)程可反復進(jìn)行，具有可逆性。常用的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龍）以及丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）三元共聚物（ABS）等。而熱固性塑料在加熱時(shí)會(huì )發(fā)生交聯(lián)反應，分子主鏈間以化學(xué)鍵結合，最終成為既不熔化也不熔解的物質(zhì)。由兩者的特性可知，超聲波塑膠熔接只適合于熱塑性塑料之間的焊接，并不適合熱固性塑料。此外，塑膠原料中的填充劑（碳酸鈣、玻璃纖維、氫氧化鋁等）和添加劑（阻燃劑、增塑劑、潤滑劑等）都對超聲波塑膠熔接存在很大的影響。

超聲波塑膠熔接機工藝參數對焊接質(zhì)量的影響


對于超聲波塑膠熔接機，熔接能量（WeldingEnergy）為功率與時(shí)間的乘積，焊接功率為壓力、下降速度、頻率以及振幅的乘積。由超聲波的工作原理可知，超聲波的實(shí)際功率并不大，工作時(shí)間短，產(chǎn)生的熱量有限，所以一般只適用于熔點(diǎn)較低（400℃以下）的材料。根據所選塑料的特性不同，可以對超聲波塑膠熔接機的工藝參數進(jìn)行有效調整，從而達到理想的焊接效果。常見(jiàn)超聲波塑膠熔接機工藝參數對焊接質(zhì)量的影響見(jiàn)表1。
表1超聲波塑膠熔接機工藝參數對焊接質(zhì)量的影響
參數類(lèi)型 影響
氣壓 一般通過(guò)調壓閥調整，氣壓越大，能量越大
下降速度 超聲波熔接機上有相應的旋鈕，一般下降速度越大，能量越大
頻率 超聲波熔接機器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大
振幅 振幅的變化因素較多，一般振幅的調整可以通過(guò)調幅器和焊頭的設計實(shí)現
焊接時(shí)間 焊接機的焊接時(shí)間，時(shí)間越長(cháng)，焊接的能量越大
保壓時(shí)間 保壓時(shí)間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時(shí)間，時(shí)間越長(cháng)，形成的焊點(diǎn)越穩定，變形越小

塑膠超聲波熔接機制復雜,焊接質(zhì)量受眾多因素影響。對材料進(jìn)行熔接時(shí),首先要考慮其可焊性,低熔點(diǎn)、高表面摩擦系數的材料可得到較優(yōu)焊接質(zhì)量,在適宜的工藝參數下,增強材料加入能夠提高熔接質(zhì)量;其次,超聲波的振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力是影響熔接質(zhì)量的主要工藝參數,得到較佳焊接質(zhì)量的三個(gè)工藝參數都存在一定的范圍;第三,在焊接界面引入導能筋和連接層能夠提高焊接強度。使用導能筋能夠連接高熔點(diǎn)的熱塑性聚合物,使用連接層能夠使取向材料及不同類(lèi)型材料進(jìn)行焊接。