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淺談材料對(duì)超聲波塑料焊接的影響

更新時(shí)間:2015-11-20  |  點(diǎn)擊率:2971
     超聲波焊接質(zhì)量與彈性模量、摩擦系數(shù)、熱導(dǎo)率成正比,與其密度、比熱容、熔點(diǎn)成反比。超聲波焊接質(zhì)量主要與材料的熔點(diǎn)和表面摩擦系數(shù)有關(guān)。這些參數(shù)因材料和溫度的不同而不同,它們?cè)诔暡ê附舆^(guò)程中的變化將影響超聲波焊接區(qū)域的溫度、應(yīng)力和變形,從而影響超聲波焊接質(zhì)量。但是超聲波超聲波焊接時(shí)間很短,很難通過(guò)試驗(yàn)控制參數(shù)的變化,國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用數(shù)值模擬方法來(lái)解決這一問(wèn)題。利用有限元方法,分析超聲波超聲波焊接過(guò)程中聚氯乙烯(PVC)的物理參數(shù)的影響,得到了超聲波焊接區(qū)域溫度沿試樣厚度成正比。
 
1、焊接材料改性的影響
 
   超聲波焊接材料的改性會(huì)影響超聲波焊接質(zhì)量,纖維等填料的加入能夠提高高分子材料的硬度,有利于超聲波的傳遞,在適宜的工藝條件下填料加入可以提高超聲波焊接接頭強(qiáng)度。
 
2、材料表面粗糙度的影響
 
   增加材料表面粗糙程度可以降低聲阻抗,提高表面能流密度,從而提高其超聲波焊接質(zhì)量。采用表面有滾制花紋的膜材料能夠得到更高的超聲波焊接質(zhì)量,比表面光滑的PP膜的超聲波焊接接頭強(qiáng)度提高接近一倍。
 
3、材料搭接寬度的影響材
 
   料搭接寬度的增加使超聲波焊接接頭強(qiáng)度降低。因?yàn)殡S著搭接寬度增加,超聲波焊接接頭邊緣應(yīng)力集中增加,邊緣出現(xiàn)的微裂紋增多,接頭強(qiáng)度降低。超聲波焊接用層合法和浸漬法制備的玻璃纖維改性PP,超聲波焊接接頭強(qiáng)度都隨著寬度增加而降低。
 
4、焊接面到焊頭距離的影響
 
   材料超聲波焊接面到焊頭的距離達(dá)到半波長(zhǎng)值時(shí)超聲波焊接接頭強(qiáng)度大。超聲波在塑料中傳遞主要是縱向波,大縱向波峰值往往出現(xiàn)在半波長(zhǎng),距離接近半波長(zhǎng)時(shí)超聲波傳遞給超聲波焊接界面熱能量多,能得到良好的超聲波焊接接頭。
 
   針對(duì)不同厚度的HS1000(芳基磷酸鹽和粘土改性的聚苯醚,半波長(zhǎng)為3.86cm)進(jìn)行超聲波超聲波焊接,結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在臨界厚度為3.86cm,小于臨界厚度時(shí)超聲波焊接接頭強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率隨厚度的增加而增加,大于臨界厚度時(shí)超聲波焊接接頭強(qiáng)度迅速降低。

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