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超聲波塑料焊接工藝參數(shù)對(duì)質(zhì)量的影響

2022-02-18 17:22
超聲波焊接的主要工藝參數(shù)有超聲波頻率、超聲波振幅、焊接壓力、焊接時(shí)間和保壓時(shí)間。

這幾個(gè)變量不僅影響接頭強(qiáng)度的變化,而且相互之間也有一定制約關(guān)系。目前國內(nèi)外的學(xué)者在這方面已取得一些研究成果,但這些研究只是針對(duì)某種特定材料進(jìn)行的,如聚丙烯(PP)、ABS或聚乙烯(PC)等。至今還沒有比較具體的公式能夠?qū)δ撤N情況進(jìn)行歸納,絕大多數(shù)研究都是針對(duì)參數(shù)對(duì)質(zhì)量影響的趨勢(shì)。

對(duì)超聲波塑料焊接工藝參數(shù)研究的最終目的是獲得良好的接頭質(zhì)量。塑料超聲波焊接工藝參數(shù)與焊接接頭質(zhì)量有密切關(guān)系,因此，目前對(duì)焊接接頭質(zhì)量影響因素的研究,絕大多數(shù)都是從焊接工藝參數(shù)出發(fā),研究工藝參數(shù)的變化及各個(gè)工藝參數(shù)的不同組合對(duì)接頭質(zhì)量的影響。

在這方面，德國、日本和美國的學(xué)者做了一-定的工作。但是對(duì)于超聲波塑料焊接接頭質(zhì)量的衡量,尚沒有一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),通常接頭質(zhì)量主要通過接頭強(qiáng)度和接頭的外觀質(zhì)量來衡量。

焊接時(shí)間對(duì)接頭強(qiáng)度的影響比較顯著。在近程焊中,接頭強(qiáng)度基本上隨焊接時(shí)間的增加而增高,但是當(dāng)達(dá)到某--值時(shí)就不再增加。焊接時(shí)間的增加對(duì)外觀質(zhì)量的影響也是很明顯的。焊接時(shí)間增長,不僅在結(jié)合面處的熱量增加,同時(shí)由于波的損耗特性,超聲波在工件中的損耗增加,在熱傳導(dǎo)的作用下,致使接頭部位整體及外表面的溫度上升,在焊縫擠出量增加的同時(shí),外表面的壓潰量也增加。

在實(shí)際焊接過程中,超聲波振幅起著決定性的作用。首先,振幅決定接頭的熱輸人,因此,直接影響著壓潰量的大小。超聲波振幅對(duì)剪切強(qiáng)度亦有影響,在一定范圍內(nèi)，接頭剪切強(qiáng)度隨振幅的增加而增加,。

焊接壓力的作用是使兩界面在焊接過程中緊密接觸，以利于焊接,當(dāng)內(nèi)表面熔融后,使熔融層在兩界面迅速擴(kuò)展并熔和。當(dāng)焊接時(shí)間達(dá)到一定程度后，隨著焊接壓力的增加,接頭強(qiáng)度略有下降,這是因?yàn)閴毫Φ脑黾邮菇宇^的形態(tài)發(fā)生了變化,而且壓潰量也增加，從而使外觀質(zhì)量受到影響。同時(shí),當(dāng)焊接壓力增加的時(shí)候,接頭處受熱的木材面受壓力的作用向兩側(cè)擠壓,使得熱影響區(qū)擴(kuò)大,脆性區(qū)也擴(kuò)大。因此,選擇合適的焊接壓力,有利于形成良好的焊接接頭。