塑膠超聲波熔接包括振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力 等工藝參數(shù),這些工藝參數(shù)以及參數(shù)之間的共同作用都對熔接質(zhì)量有影響。
塑料材料對超聲波塑膠熔接的影響
超聲波塑膠熔接并不能焊接所有的塑料，這是超聲波塑膠熔接最大的局限性。塑料可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。熱塑性塑料分子呈線型或支鏈型結(jié)構(gòu)，經(jīng)過加熱軟化熔融即可制成一定形狀的塑件，且冷卻后能夠保持定型形狀。這一過程可反復(fù)進(jìn)行，具有可逆性。常用的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龍）以及丙烯腈（A）-丁二烯（B）-苯乙烯（S）三元共聚物（ABS）等。而熱固性塑料在加熱時(shí)會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，分子主鏈間以化學(xué)鍵結(jié)合，最終成為既不熔化也不熔解的物質(zhì)。由兩者的特性可知，超聲波塑膠熔接只適合于熱塑性塑料之間的焊接，并不適合熱固性塑料。此外，塑膠原料中的填充劑（碳酸鈣、玻璃纖維、氫氧化鋁等）和添加劑（阻燃劑、增塑劑、潤滑劑等）都對超聲波塑膠熔接存在很大的影響。
超聲波塑膠熔接機(jī)工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響
對于超聲波塑膠熔接機(jī)，熔接能量（WeldingEnergy）為功率與時(shí)間的乘積，焊接功率為壓力、下降速度、頻率以及振幅的乘積。由超聲波的工作原理可知，超聲波的實(shí)際功率并不大，工作時(shí)間短，產(chǎn)生的熱量有限，所以一般只適用于熔點(diǎn)較低（400℃以下）的材料。根據(jù)所選塑料的特性不同，可以對超聲波塑膠熔接機(jī)的工藝參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整，從而達(dá)到理想的焊接效果。常見超聲波塑膠熔接機(jī)工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響見表1。
表1超聲波塑膠熔接機(jī)工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響
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參數(shù)類型 |
影響 |
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氣壓 |
一般通過調(diào)壓閥調(diào)整，氣壓越大，能量越大 |
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下降速度 |
超聲波熔接機(jī)上有相應(yīng)的旋鈕，一般下降速度越大，能量越大 |
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頻率 |
超聲波熔接機(jī)器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大 |
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振幅 |
振幅的變化因素較多，一般振幅的調(diào)整可以通過調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) |
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焊接時(shí)間 |
焊接機(jī)的焊接時(shí)間，時(shí)間越長，焊接的能量越大 |
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保壓時(shí)間 |
保壓時(shí)間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時(shí)間，時(shí)間越長，形成的焊點(diǎn)越穩(wěn)定，變形越小 |
塑膠超聲波熔接機(jī)制復(fù)雜,焊接質(zhì)量受眾多因素影響。對材料進(jìn)行熔接時(shí),首先要考慮其可焊性,低熔點(diǎn)、高表面摩擦系數(shù)的材料可得到較優(yōu)焊接質(zhì)量,在適宜的工藝參數(shù)下,增強(qiáng)材料加入能夠提高熔接質(zhì)量;其次,超聲波的振幅、焊接時(shí)間、焊接壓力是影響熔接質(zhì)量的主要工藝參數(shù),得到較佳焊接質(zhì)量的三個(gè)工藝參數(shù)都存在一定的范圍;第三,在焊接界面引入導(dǎo)能筋和連接層能夠提高焊接強(qiáng)度。使用導(dǎo)能筋能夠連接高熔點(diǎn)的熱塑性聚合物,使用連接層能夠使取向材料及不同類型材料進(jìn)行焊接。
