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影響超聲波焊接質(zhì)量的因素

2021-12-23 17:31
近年來,超聲波焊接工藝以焊接速度快、能耗低、焊縫一致性好等優(yōu)點(diǎn),在塑膠產(chǎn)品的焊接上得到了廣泛的應(yīng)用。隨著塑膠原料改性技術(shù)的快速發(fā)展,塑膠原料的品種繁多,影響超聲波焊接質(zhì)量的因素也變得越來越多。

迄今為止,國內(nèi)外研究學(xué)者認(rèn)為影響超聲波塑料焊接質(zhì)量的因素主要有三個(gè):焊接材料的本身性能、超聲焊接設(shè)備的參數(shù)以及超聲焊接所處的工作環(huán)境,并且對超聲焊接工藝參數(shù)、焊接過程、焊接設(shè)備、焊接材料等方面做了大量研究工作,其中焊接設(shè)備的工藝參數(shù)中,超聲焊接時(shí)間、焊接壓力、保壓時(shí)間是影響焊接質(zhì)量程度最大的三種可調(diào)的工藝因素。

影響超聲塑料焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)主要包括焊接工具頭的振幅、焊接壓力、振動(dòng)頻率、焊接時(shí)間、保壓時(shí)間等,這些工藝參數(shù)以及它們之間的共同作用都對焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。振幅是超聲塑料焊接首要考慮的因素,振幅與使焊接材料熔融的能量有直接關(guān)系,不同焊接材料在不同頻率下都有相對適宜的振動(dòng)幅值,在適宜的振幅范圍內(nèi)可以提高塑料焊接接頭的強(qiáng)度;在超聲塑料焊接過程中,相同的振動(dòng)速度下,高頻振動(dòng)可以提高焊件的溫升速度,增強(qiáng)焊接強(qiáng)度,但高頻振動(dòng)一般為高階諧振頻率,振動(dòng)幅值一般較小,所以在頻率選擇時(shí)要在振幅與頻率間進(jìn)行權(quán)衡;超聲焊接時(shí)間對焊接質(zhì)量起到相當(dāng)重要的作用,并且超聲焊接時(shí)間與材料無關(guān),它們都存在適宜的時(shí)間范圍,過長的超聲焊接時(shí)間會使焊接件變形嚴(yán)重,影響表面質(zhì)量并使焊接區(qū)域邊緣的應(yīng)力集中增大,焊接時(shí)間過短所產(chǎn)生的能量不足以使焊接件處于熔融的狀態(tài),兩焊接件不能形成可靠的連接,這兩種情形都會造成焊接強(qiáng)度的下降;焊接壓力對焊接質(zhì)量的影響較為復(fù)雜,影響熔融區(qū)的厚度以及取向程度,取得理想的焊接質(zhì)量,焊接壓力也存在一定的范圍;保壓時(shí)間是為了使兩焊接件相互緊貼固化,在適宜的范圍內(nèi)一般來說對焊接接頭強(qiáng)度的影響是正面的。

由于超聲波焊接質(zhì)量的影響因素復(fù)雜多樣,而且超聲波本身焊接時(shí)間短,焊接后產(chǎn)品難于檢測焊接質(zhì)量,所以為獲得高焊接強(qiáng)度和密封要求的合格產(chǎn)品,必須選擇合適的超聲焊接設(shè)備,合理的設(shè)計(jì)塑膠零件和焊接頭的結(jié)構(gòu),根據(jù)塑膠原料的物性表慎重的選擇塑膠原料的種類,通過調(diào)整焊接設(shè)備的焊接工藝參數(shù),掌握超聲波的焊接機(jī)理,更好地把這項(xiàng)工藝應(yīng)用到塑膠產(chǎn)品上,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。