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塑料超聲波焊接對塑膠材質(zhì)的要求

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發(fā)表時(shí)間:2024-05-29 10:54作者:李工 13510929282來(lái)源:深圳市恒波超聲波設備有限公司網(wǎng)址:http://www.jayclicksolutions.com/h-nd-96.html

一、塑膠材質(zhì)對超聲波焊接的影響

  超聲波塑料焊接可焊性取決于公式:G=KEμλ/ρct

K為焊件形狀因子    E為彈性模量    μ為摩擦系數    λ為熱導率    ρ為密度    c為比熱容    t為熔點(diǎn)


     超聲波焊接質(zhì)量與彈性模量、摩擦系數、熱導率成正比,與其 密度、比熱容、熔點(diǎn)成反比。

     超聲波焊接質(zhì)量主要與材料的熔點(diǎn)和表面摩擦系數有關(guān)。這些參數因材料和溫度的不同而不同,它們在超聲波焊接過(guò)程中的變化將影響超聲波焊接區域的溫度、應力和變形,從而影響超聲波焊接質(zhì)量。


     但是超聲波超聲波焊接時(shí)間很短,很難通過(guò)試驗控制參數的變化,國內外學(xué)者利用數值模擬方法來(lái)解決這一問(wèn)題。劉川利用有限元方法,分析超聲波焊接過(guò)程中聚氯乙烯(PVC)的物理參數的影響,得到了超聲波焊接區域溫度沿試樣厚度成正比 。

影響超聲波焊接的因素.png


    *   焊接材料改性的影響



     超聲波焊接材料的改性會(huì )影響超聲波焊接質(zhì)量,纖維等填料的加入能夠提高高分子材料的硬度,有利于超聲波的傳遞,在適宜的工藝條件下填料加入可以提高超聲波焊接接頭強度。


常見(jiàn)塑料的超聲波焊接性能.png

超聲波塑料焊接材料分析表



     材料表面粗糙度的影響



     增加材料表面粗糙程度可以降低聲阻抗,提高表面能流密度,從而提高其超聲波焊接質(zhì)量。采用表面有滾制花紋的膜材料能夠得到更高的超聲波焊接質(zhì)量,比表面光滑的 PP 膜的超聲波焊接接頭強度提高接近一倍。

   

材料搭接寬度的影響


     材料搭接寬度的增加使超聲波焊接接頭強度降低。因為隨著(zhù)搭接寬度增加,超聲波焊接接頭邊緣應力集中增加,邊緣出現的微裂紋增多,接頭強度降低。超聲波焊接用層合法和浸漬法制備的玻璃纖維改性PP,超聲波焊接接頭強度都隨著(zhù)寬度增加而降低 。需要焊接強度較高,就需要更寬和更高的超聲波焊接線(xiàn)。

                                              各種各樣的超聲波焊接線(xiàn)設計

超聲波熔接線(xiàn)設計.png




焊接面到焊頭距離的影響



     材料超聲波焊接面到焊頭的距離達到半波長(cháng)值時(shí)超聲波焊接接頭強度最大 。

超聲波在塑料中傳遞主要是縱向波,最大縱向波峰值往往出現在半波長(cháng),距離接近半波長(cháng)時(shí)超聲波傳遞給超聲波焊接界面熱能量最多,能得到良好的超聲波焊接接頭 。

近場(chǎng)超聲波焊接和遠場(chǎng)超聲波焊接.png


近場(chǎng)超聲波焊接和遠場(chǎng)超聲波焊接



塑料注塑加工條件的影響


超聲波在塑料件中傳遞,塑料件難免會(huì )對超聲波能量有吸收和損耗,從而對超聲 效果產(chǎn)生一定的影響,塑料一般有晶體、非晶體材料之分,按硬度有硬膠和軟膠之分,還有模數的區分,通俗地來(lái)說(shuō),硬度高,低熔點(diǎn)的塑料超聲加工性能優(yōu)于硬度低、高熔點(diǎn)的塑料。因此,這就牽涉到超聲波加工 的 問(wèn)題

塑料件經(jīng)過(guò)注塑、擠壓或吹塑等的不同加工條件以及不同的加工形式都會(huì ) 對超聲焊接產(chǎn)生一定 的影響。


A:濕度缺陷:濕度缺陷一般在制作有條紋或疏松的塑料件過(guò)程中形成,濕度缺陷在焊接中衰減有用能量,使密封位滲水,加長(cháng)焊接時(shí)間,所以濕度高的塑料件在焊接前要作烘干處理。如聚甲醛等。


B:注塑過(guò)程的影響:

注塑過(guò)程參數的調整會(huì )引致如下缺陷:

①尺寸變化(收縮、彎曲變形)       ②重量變化           ③表面損傷           ④統一性不佳


C:保存期:塑料件注塑加工出來(lái)后,一般最少放置24小時(shí)后,再進(jìn)行焊接,以消除塑料件本身應力、變形等因素。無(wú)定形塑料通過(guò)注塑出來(lái)的塑料件可不按此要求。


D:再生塑料

再生塑料的強度比較差,對超聲波焊接適應性也較差,所以如用再生塑料,各種設計尺寸均要酌情加以考慮。


E:脫模劑和雜質(zhì)

脫模劑和雜質(zhì)對超聲波焊接有一定的影響。


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影響超聲波焊接的因素
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