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超聲波焊接在木塑復合材料（WPC）中的應用

2022-02-19 15:27
聚合物木塑復合材料（WPC）通常是以經(jīng)過預處理加工的粉末或者植物纖維（如木材、竹子、稻草等）為主要成分（含量通常在60%以上），與高分子材料基體復合而形成的一種新型的復合材料。該種材料同時具備高分子材料以及木材兩種材料的優(yōu)點，并可通過壓制或擠出工藝制成板材，型材以及其他制品而廣泛應用于建筑行業(yè)當中。木塑材料的連接是其實際使用過程中一道重要的工序。目前主要的連接方式為膠連以及機械連接。機械連接一般采用螺栓、螺釘?shù)染o固件釘在連接材料上面從而將要連接的構件或幾個零部件組合成一個整體的過程。膠連指利用黏結劑在一定條件下經(jīng)化學物理變化將部件黏在一起的連接技術。這兩種方法存在著連接質量差，易對材料產(chǎn)生破壞等問題。超聲波焊接技術因具有焊接速度快、焊接質量高、焊接均勻以及表面美觀等特點可克服上述不足。

超聲波焊接技術的原理以及用于連接木塑復合材料


超聲波焊接技術原理
超聲波焊接技術是利用產(chǎn)生的高頻振動波傳遞到被焊零件的接觸面，同時增加壓力使兩個物體的表面因摩擦而熔合。在超聲波焊接過程中，超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的50Hz左右的電流轉化成為(20-80)KHz的振蕩電流，超聲波焊機可將電流換變?yōu)橥阮l率的縱向的振動。通過調節(jié)振幅器和焊接頭，可以將振動傳遞到底座上的式樣上面。此時高頻振動會引起兩焊縫之間產(chǎn)生激烈的摩擦，使焊縫表面溫度急劇升高而熔化。焊接時，保持一定的壓力一段時間，直到熔化層完全冷卻，形成穩(wěn)定的接頭。超聲波焊接技術同時擁有焊接速度快、連接的質量好等一系列優(yōu)點，在實際生產(chǎn)中具有廣泛的應用前景。

超聲波焊接木塑復合材料及其性能木塑復合材料因其一系列的優(yōu)點在建筑行業(yè)得到廣泛應用，木塑復合材料的連接一直是該材料使用過程中的一大技術難題。

材料性質以及超聲波焊接工藝的影響

在利用超聲波焊接木塑復合材料的過程中，連接件焊接的效果和質量與很多因素有關。其主要的影響因素可劃分為以下三類：①超聲波焊機工藝參數(shù)的影響；②被焊接木塑材料本身的性質的影響；③連接的導筋及其幾何形狀的影響。這些因素綜合影響著超聲波焊接后木塑材料連接處的強度、韌性等力學性能。

超聲波焊接通過超聲波的高頻振動對連接材料進行加熱后熔化，然后對材料施加壓力，通過材料凝固從而實現(xiàn)構件連接。由于其具有連接速度快、強度高等優(yōu)點，在木塑復合材料等工程塑料的焊接中逐漸得到了廣泛的應用。