焊接面形狀連接層材料的影響
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(shù)為0.03~30的五種連接層材料,使用低熔融指數(shù)的連接層材料,接頭材料的峰值溫度高,焊接區(qū)域有很大變化;使用高熔融指數(shù)的連接層材料時,焊接區(qū)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(kuò)大工藝參數(shù)的選擇范圍,但輕微地降低了焊接后剪切強(qiáng)度,而且增加了剪切強(qiáng)度值的分散程度,在焊接區(qū)域邊緣容易出現(xiàn)飛邊,造成焊接外觀質(zhì)量不佳。
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(qiáng)超聲波焊接技術(shù)的研究:
(1)深入研究焊接區(qū)域的狀態(tài),包括熔融區(qū)厚度、結(jié)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(jī)理;
(2)進(jìn)一步完善塑料超聲波焊接質(zhì)量的檢測手段,尤其是完善實時跟蹤監(jiān)測方法;
(3)利用有限元法模擬焊接過程焊接區(qū)域溫度、應(yīng)力變化規(guī)律,為實驗起指導(dǎo)作用;
(4)研究新的導(dǎo)能機(jī)構(gòu)和連接層材料,擴(kuò)大焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍;
(5)建立焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、常用材料的對應(yīng)關(guān)系規(guī)律,減少實驗次數(shù),降低成本。
同種塑料材料
超聲波焊接機(jī)工藝復(fù)雜,焊接質(zhì)量受眾多因素影響,對材料進(jìn)行焊接時應(yīng)考慮:
1.可焊性,低熔點、高表面摩擦系數(shù)的材料可得到較優(yōu)焊接質(zhì)量,在適宜的工藝參數(shù)下,增強(qiáng)材料加入能夠提高焊接質(zhì)量。
2.超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響焊接質(zhì)量的主要工藝參數(shù),得到較佳焊接質(zhì)量的三個工藝參數(shù)都存在一定的范圍。
3.在焊接界面引入導(dǎo)能筋和連接層能夠提高焊接強(qiáng)度,使用導(dǎo)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(jìn)行焊接。
導(dǎo)能筋的影響
導(dǎo)能筋用來增加能量傳遞,能夠提高焊接強(qiáng)度,縮短焊接時間,降低邊緣應(yīng)力集中,但是導(dǎo)能筋制作困難,成本較高。
導(dǎo)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(qiáng)PP研究發(fā)現(xiàn)。焊接接頭強(qiáng)度的是半圓型導(dǎo)能筋、矩形導(dǎo)能筋次之、三角形導(dǎo)能筋。
超聲波焊接純的PP和10%玻璃纖維增強(qiáng)PP時,發(fā)現(xiàn)使用三角形導(dǎo)能筋的焊接接頭強(qiáng)度較大,這是由于純PP和10%玻璃纖維增強(qiáng)PP的硬度不夠,在壓力作用下導(dǎo)能筋變形所致。其中三角形導(dǎo)能筋的角度會影響焊接質(zhì)量,超聲波焊接PVC材料,發(fā)現(xiàn)采用9O度導(dǎo)能筋的焊口形式比較合理,焊接質(zhì)量能夠保證。
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,熔化材料沒有足夠的流延空問,在不能流延的地方形成了應(yīng)力集中區(qū)域,應(yīng)力集中會嚴(yán)重影響焊接接頭強(qiáng)度,而且此方法容易導(dǎo)致焊接材料分解、脆化、氧化,從而影響焊接質(zhì)量。
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