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超声波塑胶焊接不良的影响因素

时间:2021-07-19 来源:lm 浏览次数:248

  超声波塑料焊接的影响因素是材料、功率、时间。 焊接ABS的塑料制品,材质为丙烯树脂时,边长400mm两条,外加压力是1.47N/mm2*400*2=1176N;焊接时间稍长,振幅选45um,功率约需1kw。考虑到提高产量,就得缩短焊接时间,这就要增加压力和振幅,因此功率也增加了。假定压力还是1176N,振幅加到55um,这时功率需1.4kw。在加压相同情况下,不同的材料需功率也不同。例如加压70kg相同情况下,ABS要求振幅在50um,而尼龙要求振幅为70um,因此焊接ABS 功率为700w,而焊接尼龙要求功率为1400w。在相同压力下,焊接ABS需要的功率仅为尼龙的一般。以上简单介绍了焊接方面的三个主要条件, 其他影响还要根据塑料的材质以及塑胶件结构的设计了,焊接物的形状等隐私深入探索。研究发现,当刚性合适时,用振幅震动在短时间内曾得到高质量的焊接效果

超声波塑胶焊接不良的影响因素(图1)

  1、聚合物结构: 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化 及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度)才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备)才能取得超声波焊接的成功。

  2、熔化温度 聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多.

  3、硬度(弹力系数) 材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来,愈硬的材料其传导力愈强。

  4、 化学结构 超声粘接是塑胶玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法,但并非所有的塑胶都可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系,一般来讲,非极性化合物(如PP, PE)是很难超声的,极性化合物是可以超声的,而且极性化合物之间也是可以超声的,如PS与PMMA之间是可以超声的,典型的产品,如望远镜系列,望远镜的镜片是PMMA的,而镜身可能是PS或者ABS,就可直接把PMMA镜片超声粘接到PS或者ABS镜身上,而一般来说,玩具产品中的硬胶使用得最多的就是聚苯乙烯(PS)及其改良品种,所以超声粘接使用得最多的就是PS。


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