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                超聲波塑膠熔接機參數對熔接質量的影響

                2022-03-09 10:53
                塑膠超聲波熔接包括振幅、焊接時間、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。熱塑性塑料分子呈線型或支鏈型結構,經過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。這一過程可反復進行,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會發生交聯反應,分子主鏈間以化學鍵結合,最終成為既不熔化也不熔解的物質。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量的影響


                對于超聲波塑膠熔接機,熔接能量(WeldingEnergy)為功率與時間的乘積,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,超聲波的實際功率并不大,工作時間短,產生的熱量有限,所以一般只適用于熔點較低(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行有效調整,從而達到理想的焊接效果。常見超聲波塑膠熔接機工藝參數對焊接質量的影響見表1。
                表1超聲波塑膠熔接機工藝參數對焊接質量的影響
                參數類型 影響
                氣壓 一般通過調壓閥調整,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調幅器和焊頭的設計實現
                焊接時間 焊接機的焊接時間,時間越長,焊接的能量越大
                保壓時間 保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間,時間越長,形成的焊點越穩定,變形越小

                塑膠超聲波熔接機制復雜,焊接質量受眾多因素影響。對材料進行熔接時,首先要考慮其可焊性,低熔點、高表面摩擦系數的材料可得到較優焊接質量,在適宜的工藝參數下,增強材料加入能夠提高熔接質量;其次,超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響熔接質量的主要工藝參數,得到較佳焊接質量的三個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的熱塑性聚合物,使用連接層能夠使取向材料及不同類型材料進行焊接。
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