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焊接面对超声波焊接的影响 3

焊接面形状对焊接质量有很大的影响。常用的平面搭接方式由于两工件在压力作用下紧密接触,熔化材料没有足够的流延空问,在不能流延的地方形成了应力集中区域,应力集中会严重影响焊接接头

强度,而且此方法容易导致焊接材料分解、脆化、氧化,从而影响焊接质量。

导能筋的影响

导能筋用来增加能量传递,能够提高焊接强度,缩短焊接时间,降低边缘应力集中,但是导能筋制作困难,成本较高。

导能筋主要有三角形、矩形和半圆型三种形式。

对聚乙烯、ABS树脂、30%玻璃纤维增强PP研究发现。焊接接头强度最大的是半圆型导能筋、矩形导能筋次之、三角形导能筋最小。

超声波焊接纯的PP和10%玻璃纤维增强PP时,发现使用三角形导能筋的焊接接头强度较大,这是由于纯PP和10%玻璃纤维增强PP的硬度不够,在压力作用下导能筋变形所致。其中三角形导能筋的角度

会影响焊接质量,超声波焊接PVC材料,发现采用9O度导能筋的焊口形式比较合理,焊接质量能够保证。

连接层材料的影响

连接层材料能够吸收超声波,提高焊接接头材料的软化和熔融程度,能够焊接取向材料以及不同类型的高分子材料。

取向聚丙烯在超声波焊接过程中使用了熔融指数为0.03~30的五种连接层材料,使用低熔融指数的连接层材料,接头材料的峰值温度高,焊接区域有很大变化;使用高熔融指数的连接层材料时,焊接区域尺寸变化小,可以形成均匀透明的焊接接头。

连接层材料的引入能够扩大工艺参数的选择范围,但轻微地降低了焊接后剪切强度,而且增加了剪切强度值的分散程度,在焊接区域边缘容易出现飞边,造成焊接外观质量不佳。

同种材料

超声波塑料焊接机制复杂,焊接质量受众多因素影响,对材料进行焊接时应考虑:

1.可焊性,低熔点、高表面摩擦系数的材料可得到较优焊接质量,在适宜的工艺参数下,增强材料加入能够提高焊接质量。

2.超声波的振幅、焊接时问、焊接压力是影响焊接质量的主要工艺参数,得到较佳焊接质量的三个工艺参数都存在一定的范围。

3.在焊接界面引入导能筋和连接层能够提高焊接强度,使用导能筋能够连接高熔点的热塑性聚合物,使用连接层能够使取向材料及不同类型材料进行焊接。

不同材料

随着多种不同特性的塑料之间相互连接需要的增加,需要在以下几个方面加强超声波焊接技术的研究:

(1)深入研究焊接区域的状态,包括熔融区厚度、结晶度、取向程度、化学组分等,深入研究塑料超声波焊接技术的机理;

(2)进一步完善塑料超声波焊接质量的检测手段,尤其是完善实时跟踪监测方法;

(3)利用有限元法模拟焊接过程焊接区域温度、应力变化规律,为实验起指导作用;

(4)研究新的导能机构和连接层材料,扩大焊接技术的应用范围;

(5)建立焊接设备、工艺参数、常用材料的对应关系规律,减少实验次数,降低成本。

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