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產(chǎn)品焊接面的形狀對超聲波焊接效果的影響

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發(fā)表時(shí)間:2024-03-02 10:56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-98.html

焊接面形狀對超聲波焊接質(zhì)量的影響

    常用的平面搭接方式由于兩工件在壓力作用下緊密接觸,熔化材料沒(méi)有足夠的流延空問(wèn),在不能流延的地方形成了應力集中區域,應力集中會(huì )嚴重影響焊接接頭強度,而且此方法容易導致焊接材料分解、脆化、氧化,從而影響焊接質(zhì)量。


       塑料焊接微觀(guān)過(guò)程.png塑料焊接熔化過(guò)程.png

導能筋的影響

       導能筋用來(lái)增加能量傳遞,能夠提高焊接強度,縮短焊接時(shí)間,降低邊緣應力集中,但是導能筋制作困難,成本較高。

導能筋主要有三角形、矩形和半圓型三種形式。

      對聚乙烯、ABS樹(shù)脂、30%玻璃纖維增強PP研究發(fā)現。焊接接頭強度最大的是半圓型導能筋、矩形導能筋次之、三角形導能筋最小。

  超聲波焊接純的PP和10%玻璃纖維增強PP時(shí),發(fā)現使用三角形導能筋的焊接接頭強度較大,這是由于純PP和10%玻璃纖維增強PP的硬度不夠,在壓力作用下導能筋變形所致。其中三角形導能筋的角度會(huì )影響焊接質(zhì)量,超聲波焊接PVC材料,發(fā)現采用9O度導能筋的焊口形式比較合理,焊接質(zhì)量能夠保證。

         超聲波熔接線(xiàn).png超聲波上模接觸面接觸設計.png

                                                     

                          各種各樣的超聲波線(xiàn)結構                                                                                              合理設計超聲波焊頭與產(chǎn)品的接觸面



連接層材料的影響

      連接層材料能夠吸收超聲波,提高焊接接頭材料的軟化和熔融程度,能夠焊接取向材料以及不同類(lèi)型的高分子材料。

      取向聚丙烯在超聲波焊接過(guò)程中使用了熔融指數為0.03~30的五種連接層材料,使用低熔融指數的連接層材料,接頭材料的峰值溫度高,焊接區域有很大變化;使用高熔融指數的連接層材料時(shí),焊接區域尺寸變化小,可以形成均勻透明的焊接接頭。

      連接層材料的引入能夠擴大工藝參數的選擇范圍,但輕微地降低了焊接后剪切強度,而且增加了剪切強度值的分散程度,在焊接區域邊緣容易出現飛邊,造成焊接外觀(guān)質(zhì)量不佳。


塑料結構設計基本原則.png底模有效支撐.png

                     超聲波焊接線(xiàn)設計原則                                                                                            超聲波底模夾具的設計原則(有效支撐)



同種塑料材料

      超聲波焊接機工藝復雜,焊接質(zhì)量受眾多因素影響,對材料進(jìn)行焊接時(shí)應考慮:

1.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焊接質(zhì)量。

2.超聲波的振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力是影響焊接質(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。

3.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。

不同塑膠材料的相熔性

不同材料

     隨著(zhù)多種不同特性的塑料之間相互連接需要的增加,需要在以下幾個(gè)方面加強超聲波焊接技術(shù)的研究:

(1)深入研究焊接區域的狀態(tài),包括熔融區厚度、結晶度、取向程度、化學(xué)組分等,深入研究塑料超聲波焊接技術(shù)的機理;

(2)進(jìn)一步完善塑料超聲波焊接質(zhì)量的檢測手段,尤其是完善實(shí)時(shí)跟蹤監測方法;

(3)利用有限元法模擬焊接過(guò)程焊接區域溫度、應力變化規律,為實(shí)驗起指導作用;

(4)研究新的導能機構和連接層材料,擴大焊接技術(shù)的應用范圍;

(5)建立焊接設備、工藝參數、常用材料的對應關(guān)系規律,減少實(shí)驗次數,降低成本。

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