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影響超聲波焊接的工藝有哪些

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發(fā)表時(shí)間:2024-05-29 10:54作者:李工 13510929282來(lái)源:深圳市恒波超聲波設備有限公司網(wǎng)址:http://www.jayclicksolutions.com/h-nd-97.html

 塑料超聲波焊接包括振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力等工藝參數,這些工藝參數以及參數之間的共同作用都對焊接質(zhì)量有影響。

                                                    影響超聲波焊接的因素

                               超聲波焊接故障處理魚(yú)骨圖



振幅的影響

 振幅是塑料在超聲波焊接時(shí)首要選擇的工藝參數,材料在特定的超聲波頻率下都有適宜的振幅范圍。

20kHz以下熱塑性塑料超聲波焊接所需的振幅范圍

常見(jiàn)塑料超聲波焊接需要的振幅

常見(jiàn)塑料的超聲波焊接需要的振幅(20khz)




振幅對超聲波熔接的影響.png不同塑料的超聲波焊接振幅估算.png

                       振幅對超聲波焊接的影響                                                                                                           幾種塑料不同頻率超聲波焊接需要的振幅                                                                   


適宜的振幅范圍內,振幅增加有利于超聲波能量的擴散,從而提高焊接接頭強度。

40~53/μm振幅范圍內發(fā)現PP焊接強度隨振幅的增加而呈上升趨勢;25~40μm振幅范圍研究PP和玻璃纖維增強聚丙烯復合材料,發(fā)現焊接強度隨振幅增加而增加。

熔融層厚度隨振幅增大而略微減小,導致焊接接頭的剪切強度增加,彎曲強度降低。塑料焊接所需的振幅還受焊接形式種類(lèi)和焊接設備頻率的影響。嵌插和鉚接所需振幅較大,而平面焊所需振幅較小。


焊接時(shí)間的影響

     良好的焊接接頭,必須選擇適當的焊接時(shí)間,過(guò)長(cháng)和過(guò)短的焊接時(shí)間都會(huì )造成焊接接頭強度的下降。

焊接PP、高密度聚乙烯時(shí),焊接接頭強度隨著(zhù)焊接時(shí)間的增加而增加。當焊接時(shí)間超過(guò)一定值(約1.5s)后,焊接接頭強度開(kāi)始下降。ABS、PS在遠程焊接中出現類(lèi)似情況,轉折點(diǎn)在2.4s附近。超聲波焊接PVC板材、PP包裝袋的正交試驗中發(fā)現焊接時(shí)間同樣出現轉折點(diǎn),分別為0.29s和5s。

焊接時(shí)間不受材料的厚度影響,薄膜的超聲波焊接同樣存在較優(yōu)的焊接時(shí)間。


時(shí)間模式超聲波焊接.png

焊接壓力的影響

    其他因素確定的情況下,一定范圍內的壓力能取得較優(yōu)焊接強度。

玻璃纖維增強的聚丙烯復合材料搭接,進(jìn)行了試驗,壓力小于0.15MPa接頭強度隨壓力增大而增加,超過(guò)0.15MPa后接頭強度達到一個(gè)比較穩定的狀態(tài),約為35MPa;當焊接壓力超過(guò)0.4MPa,聚丙烯會(huì )從基體中嚴重擠出,焊接接頭強度降低。

焊接壓力對焊接熔融區的厚度和取向程度有較大影響,焊接壓力增加,熔融層厚度減小,焊接接頭的取向程度增加,宏觀(guān)表現為焊接壓力增加,接頭沿取向方向的剪切強度增加,垂直于取向方向的彎曲強度降低。

壓力對超聲波焊接的影響.png


壓力大小對超聲波焊接的影響



焊頭下降速度的影響

    一定的條件下,焊頭下降速度越快,達到的焊接接頭強度越高。在超聲波焊接過(guò)程中,高的下降速度能夠得到高的接觸壓力,有利于焊接界面緊密地接觸和分子充分地擴散。

使用25、50、100mm/s三種焊頭下降速度來(lái)焊接HS1000,下降速度增加到100mm/s的平均焊接接頭強度更高,達到28.38MPa。


保壓時(shí)間和保壓壓力的影響

     超聲波停止后,為了使焊接試樣相互緊貼固化,從而使兩工件能夠很好地焊接在一起,需要在一定時(shí)間內保持一定的壓力,所需的時(shí)間和壓力就是保壓時(shí)間和保壓壓力。

保壓時(shí)間和保壓壓力對焊接接頭強度的影響是正面的,但相對于其他工藝參數,保壓時(shí)問(wèn)和保壓壓力對焊接接頭強度的影響很小。

超聲波焊接工況圖.png

超聲波焊接工況曲線(xiàn)圖

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