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超聲波焊接的近場(chǎng)焊接與遠(yuǎn)場(chǎng)焊接

2021-08-04 17:06
塑料的超聲波焊接就是將20一40kHz的超聲波高頻振動(dòng),通過焊接頭傳遞至需焊接的塑料零件上,使塑料件表面之間及內(nèi)分子之間發(fā)生沖擊摩擦,導(dǎo)致塑料件兩表面接口處溫度升高,當(dāng)溫度達(dá)到接口處塑料的熔點(diǎn)時(shí),塑料迅速熔化而填充接口間的空隙;當(dāng)超聲波振動(dòng)停止后,接口處溫度隨之下降,在一定壓力下,空隙間塑料由熔融態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)定型,兩表面就牢固地合二為一。超聲波焊接的近場(chǎng)焊接與遠(yuǎn)場(chǎng)焊接分別指離焊頭接觸面小于6．4mm或大于6．4mm的焊接。
 
在新形勢(shì)下，遠(yuǎn)場(chǎng)焊接、近場(chǎng)焊接被廣泛應(yīng)用到工業(yè)中，大都采用的是工作頻率為20kHz的超聲波，在熱塑性塑料、聚合物中，其波長(zhǎng)大都不會(huì)小于6厘米，也會(huì)超過13厘米。在焊接過程中，焊接人員必須嚴(yán)格按照其波長(zhǎng)范圍，準(zhǔn)確計(jì)算，合理控制焊頭、焊接部件接觸位置、焊接界面二者的間距，一定不能超過6.4毫米，這被稱之為近場(chǎng)焊接。如果并沒有要求其間距不能超過6.4毫米，則屬于遠(yuǎn)場(chǎng)焊接。在近場(chǎng)超聲焊接過程中，必須控制好焊頭、焊接部件接觸面、焊接界面二者的距離，不能超過超聲波在其中的波長(zhǎng)，也就是說焊件焊接面、焊頭表面二者的振幅并沒有明顯的區(qū)別。一般來說，近場(chǎng)焊接大都用于硬度較低的半結(jié)晶形材料，但必須具有較高的超聲能量吸收能力，如PA、PP、PE和POM這樣的半結(jié)晶性塑料中，超聲能量很快衰減，因而只適合于近場(chǎng)焊接。對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)焊接來說，其材料必須具備較高的硬度，超聲能量吸收能力較低。如SAN、PS、PC、ABS和PMMA等非結(jié)晶性硬質(zhì)塑料，對(duì)超聲波能量通常具有良好的透射性，高頻振動(dòng)能經(jīng)過較長(zhǎng)的距離傳輸?shù)胶附涌趨^(qū)域，因此這些材料在近場(chǎng)或遠(yuǎn)場(chǎng)均具有良好的焊接性能。此外，在應(yīng)用過程中，還要多角度、多層次分析傳播過程中出現(xiàn)的耗損問題，優(yōu)化解決。

超聲波焊接的特點(diǎn)是熱量只集中在焊接部分,焊縫牢固而美觀。不論塑料的極性大小,幾乎所有的熱塑性塑料都可采用超聲波焊接,尤其適用于硬度較高的塑料。對(duì)異種塑料也可進(jìn)行超聲波焊接。超聲波焊接時(shí)間短,生產(chǎn)效率高