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產品焊接面的形狀對超聲波焊接效果的影響

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發表時間:2018-06-02 15:02作者:李工 13510929282來源:深圳市恒波超聲波設備有限公司網址:http://www.thisweekendsmovies.com/h-nd-98.html

焊接面形狀對超聲波焊接質量的影響

    常用的平面搭接方式由于兩工件在壓力作用下緊密接觸,熔化材料沒有足夠的流延空問,在不能流延的地方形成了應力集中區域,應力集中會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,從而影響焊接質量。


       塑料焊接微觀過程.png塑料焊接熔化過程.png

導能筋的影響

       導能筋用來增加能量傳遞,能夠提高焊接強度,縮短焊接時間,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樹脂、30%玻璃纖維增強PP研究發現。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,發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影響焊接質量,超聲波焊接PVC材料,發現采用9O度導能筋的焊口形式比較合理,焊接質量能夠保證。

         超聲波熔接線.png超聲波上模接觸面接觸設計.png

                                                     

                          各種各樣的超聲波線結構                                                                                              合理設計超聲波焊頭與產品的接觸面



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型的高分子材料。

      取向聚丙烯在超聲波焊接過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,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,造成焊接外觀質量不佳。


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,焊接質量受眾多因素影響,對材料進行焊接時應考慮:

1.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焊接質量。

2.超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響焊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。

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。

不同塑膠材料的相熔性

不同材料

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

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

(2)進一步完善塑料超聲波焊接質量的檢測手段,尤其是完善實時跟蹤監測方法;

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

(4)研究新的導能機構和連接層材料,擴大焊接技術的應用范圍;

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

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