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影响超声波焊接的工艺有哪些

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发表时间:2018-06-02 15:02作者:李工 13510929282来源:深圳市恒波超声波设备有限公司网址:https://www.chaoshengbohanjieji.com/h-nd-97.html

 塑料超声波焊接包括振幅、焊接时间、焊接压力等工艺参数,这些工艺参数以及参数之间的共同作用都对焊接质量有影响。

                                                    影响超声波焊接的因素


振幅的影响

 振幅是塑料在超声波焊接时首要选择的工艺参数,材料在特定的超声波频率下都有适宜的振幅范围。

20kHz以下热塑性塑料超声波焊接所需的振幅范围

常见塑料超声波焊接需要的振幅

常见塑料的超声波焊接需要的振幅(20khz)




振幅对超声波熔接的影响.png不同塑料的超声波焊接振幅估算.png

                       振幅对超声波焊接的影响                                                                                                           几种塑料不同频率超声波焊接需要的振幅                                                                   


适宜的振幅范围内,振幅增加有利于超声波能量的扩散,从而提高焊接接头强度。

40~53/μm振幅范围内发现PP焊接强度随振幅的增加而呈上升趋势;25~40μm振幅范围研究PP和玻璃纤维增强聚丙烯复合材料,发现焊接强度随振幅增加而增加。

熔融层厚度随振幅增大而略微减小,导致焊接接头的剪切强度增加,弯曲强度降低。塑料焊接所需的振幅还受焊接形式种类和焊接设备频率的影响。嵌插和铆接所需振幅较大,而平面焊所需振幅较小。


焊接时间的影响

     良好的焊接接头,必须选择适当的焊接时间,过长和过短的焊接时间都会造成焊接接头强度的下降。

焊接PP、高密度聚乙烯时,焊接接头强度随着焊接时间的增加而增加。当焊接时间超过一定值(约1.5s)后,焊接接头强度开始下降。ABS、PS在远程焊接中出现类似情况,转折点在2.4s附近。超声波焊接PVC板材、PP包装袋的正交试验中发现焊接时间同样出现转折点,分别为0.29s和5s。

焊接时间不受材料的厚度影响,薄膜的超声波焊接同样存在较优的焊接时间。


时间模式超声波焊接.png

焊接压力的影响

    其他因素确定的情况下,一定范围内的压力能取得较优焊接强度。

玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料搭接,进行了试验,压力小于0.15MPa接头强度随压力增大而增加,超过0.15MPa后接头强度达到一个比较稳定的状态,约为35MPa;当焊接压力超过0.4MPa,聚丙烯会从基体中严重挤出,焊接接头强度降低。

焊接压力对焊接熔融区的厚度和取向程度有较大影响,焊接压力增加,熔融层厚度减小,焊接接头的取向程度增加,宏观表现为焊接压力增加,接头沿取向方向的剪切强度增加,垂直于取向方向的弯曲强度降低。

压力对超声波焊接的影响.png


压力大小对超声波焊接的影响



焊头下降速度的影响

    一定的条件下,焊头下降速度越快,达到的焊接接头强度越高。在超声波焊接过程中,高的下降速度能够得到高的接触压力,有利于焊接界面紧密地接触和分子充分地扩散。

使用25、50、100mm/s三种焊头下降速度来焊接HS1000,下降速度增加到100mm/s的平均焊接接头强度更高,达到28.38MPa。


保压时间和保压压力的影响

     超声波停止后,为了使焊接试样相互紧贴固化,从而使两工件能够很好地焊接在一起,需要在一定时间内保持一定的压力,所需的时间和压力就是保压时间和保压压力。

保压时间和保压压力对焊接接头强度的影响是正面的,但相对于其他工艺参数,保压时问和保压压力对焊接接头强度的影响很小。

超声波焊接工况图.png

超声波焊接工况曲线图

影响超声波效果相关
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