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尼龍66塑料超聲波焊接工藝分析

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發(fā)表時(shí)間:2024-05-29 10:52網(wǎng)址:http://www.jayclicksolutions.com/h-nd-265.html

PA6、PA66、尼龍+GF30%、尼龍+玻纖等塑料的超聲波焊接應用

  現代汽車(chē)工業(yè)需要生產(chǎn)出更安全和更可靠的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足政府和消費者的需求,為了提高燃油經(jīng)濟性并減少尾氣排放,輕量化車(chē)身是個(gè)很好的解決方案。所以越來(lái)越多的輕質(zhì)材料如鋁合金、鎂合金,尤其是尼龍及尼龍復合材料被使用在車(chē)身上來(lái)減輕汽車(chē)的重量。碳纖維增強尼龍復合材粒是種高性能的新型材料,它具有優(yōu)異的力學(xué)性能,強度高,比重小,廣泛用于汽車(chē)工業(yè),航空航天等新興領(lǐng)域。在汽車(chē)生產(chǎn)中獲得種高效靠的連接方法用于尼龍復合材料十分必要。超聲波熔接種有效的熱塑性塑料的連接手段,焊接具有速度快、效率高、能耗低,操作方便,宜于實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)、電子等領(lǐng)域得到了廣泛應用。因此,對于碳纖維強尼龍復合材料,超聲波焊接是可能是種有效的連接方法。

     

PA66中文叫聚酰胺66或尼龍66,同PA6相比,PA66更廣泛應用于汽車(chē)工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產(chǎn)品。

化學(xué)式:[-NH(CH2)6-NHCO(CH2)4CO]n-

 外觀(guān) 白包或帶黃色顆粒狀

  PA66密度(g/cm3) 1.10-1.14

 拉伸強度(Mpa) 60. 0-80.0

 沖擊強度(kJ/m2) 60-100

 靜彎曲強度 (MPa) 1 00-120

 馬丁耐熱(℃) 50-60

 彎曲彈性模量 (MPa) 2000~3000

  體積電阻率(Ωcm) 1.83×1015


               尼龍汽車(chē)配件超聲波焊接樣板尼龍超聲波焊接

尼龍汽車(chē)配件超聲波焊接樣板


PA66塑料性能  

  半透明或不透明乳白色結晶形聚合物,具有可塑性。密度1.15g/cm3。熔點(diǎn)252℃。脆化溫度-30℃。熱分解溫度大于350℃。 連續耐熱80-120℃,平衡吸水率2.5%。能耐酸、堿、大多數無(wú)機鹽水溶液、鹵代烷、烴類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)等腐蝕,但易溶于苯酚、甲酸等極性溶劑。具有優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性,機械強度較高。但吸水性較大,因而尺寸穩定性較差。

熔點(diǎn)252℃這個(gè)熔點(diǎn)對超聲波焊接來(lái)講,如果焊接面積過(guò)大的話(huà),超聲波焊接起來(lái)確實(shí)是有些困難,但現在汽車(chē)行業(yè)很多零部件都采用PA66這個(gè)材料,那么PA66材料超聲波焊接需注意些什么呢?因為PA66熔點(diǎn)高、吸水性較大所以我們在焊接前做干燥處理:假如加工前材料是密封的,那么就沒(méi)有必要干燥。然而,假如儲存容器被打開(kāi),那么建議在85℃的熱空氣中干燥處理。假如濕度大于0.2%,還需要進(jìn)行105℃,12小時(shí)的真空干燥。

  本工作首先研究超聲波焊接參數如時(shí)間,壓力等對碳纖維強尼龍66復合材料焊接強度的影,發(fā)0.5MPa,2.1s時(shí)可是達到佳的焊接。其次對焊接接頭的微觀(guān)結構,接過(guò)程進(jìn)行系通研究。焊接接頭的結構以分為基體區,熱影區,熔合區。熔合區的加會(huì )使焊接的強度提高,焊接能過(guò)多時(shí),焊接頭的上表面塌陷,多孔區的度增加,都會(huì )造成焊接接頭的強度下降。為了得到適合的焊接質(zhì)量控制方法,以焊核的尺寸來(lái)評估焊接質(zhì)量的好壞,在合適的超聲波焊接參數下,焊核面積要達到380mm2才能夠使焊接強度滿(mǎn)足要求,達到5.2kN以上。

  在尼龍66中加入短碳纖維能夠使復合材料的拉伸強度,拉伸模量都有較大提高,改善尼龍66的性能。通過(guò)DMA分析,發(fā)現隨著(zhù)玻璃碳纖維含量的增加,復合材料儲能模量和損耗模量增加。儲能模量高以使更多的振動(dòng)能量被傳遞到焊接面,損耗模量高在焊接過(guò)程中可以使材料將更多的振動(dòng)能耗散為熱能。碳纖維質(zhì)量分數為30mass%復合材料,在兩板的焊接界面吸收更多的能量,熔合區的厚度較大,熔合區的碳纖維含也較多,焊接接頭具有較高的焊接強度。碳纖維質(zhì)分數為30mass%復合材料焊接結頭多為焊接面剝離失效,40mass% 復材料焊接接頭的失效形式為板材斷裂,而尼龍66焊接接頭為混合失效。因此,碳纖維質(zhì)分數為30mass%的尼龍66復合材料有最佳的超聲波焊接性能。

關(guān)鍵詞:超聲波焊接;   纖維增強尼龍66復合材料;焊參數;焊接強度;


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