塑料薄膜超聲波焊接

2021-05-17 16:35

在包裝領(lǐng)域，塑料薄膜因其質(zhì)輕、美觀、柔韌、無(wú)毒無(wú)味、化學(xué)穩(wěn)定性好以及低廉的價(jià)格而得到了廣泛應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，塑料食品包裝材料步入新的開(kāi)發(fā)階段，發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的紙、金屬、玻璃等包裝材料。塑料在包裝領(lǐng)域應(yīng)用大都要經(jīng)過(guò)焊接，才能對(duì)各種物品進(jìn)行包裝。傳統(tǒng)的焊接工藝為熱封，現(xiàn)在越來(lái)多地被超聲波焊接所代替。超聲波焊接塑料的歷史雖然不長(zhǎng)，但是具有焊接時(shí)間短、表面無(wú)損壞、非焊接區(qū)域不發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛用于同種材料或不同材料(例如金屬/玻璃/塑料/陶瓷等)之間的連接。

對(duì)于熱塑性塑料薄膜，目前主要的焊接技術(shù)有:外部加熱焊接、內(nèi)部熱焊接、電磁致熱焊接3類(lèi)。其中超聲波焊接屬于內(nèi)部熱焊接，且具有不需要焊劑、焊接時(shí)間短、殘余應(yīng)變應(yīng)力小、焊接強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。

塑料薄膜超聲波焊接機(jī)理

塑料超聲焊接中,會(huì)在塑料薄膜相互接觸的表面因振動(dòng)而產(chǎn)生大量摩擦熱,另塑料的熱傳導(dǎo)率較低,這都使該區(qū)域的塑料組織溫度迅速升高超過(guò)玻璃化溫度,最終塑料組織熔化實(shí)現(xiàn)熔融連接。另外塑料摩擦生熱后具有粘彈性,當(dāng)施加交變應(yīng)力時(shí),引起分子間連續(xù)交替的受壓和解壓,提高了分子間的勢(shì)能,這種能量也會(huì)以熱能的形式表現(xiàn)出來(lái)使塑料組織熔化,這與紙板焊接不一樣。但這部分材料在工具頭壓力作用會(huì)被擠走,材料摩擦生熱繼續(xù)進(jìn)行,可見(jiàn)摩擦生熱是超聲波焊接的主要原因。