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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(lái)，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(lái)越多。

迄今為止，國(guó)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(duì)超聲焊接工藝參數(shù)、焊接過(guò)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(duì)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(duì)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(guò)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(duì)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(wú)關(guān)，它們都存在適宜的時(shí)間范圍，過(guò)長(zhǎng)的超聲焊接時(shí)間會(huì)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(guò)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(huì)造成焊接強(qiáng)度的下降；焊接壓力對(duì)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(lái)說(shuō)對(duì)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(cè)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(guò)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。