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您对影响超声波塑料焊接的主要工艺因素了解多少?
发布时间:2021-09-02浏览次数:113

随着现代工业的发展,塑料和复合塑料取代金属材料已成为市场需求,因为结构材料塑料和聚合物材料越来越多地用于制造业的各个领域。机械制造业中有塑料和复合材料制成的产品,航空航天、汽车、电子和日化工业

在生产复杂的热塑性塑料零件时,连接注塑生产的多个连接件通常是一种经济有效的方法。由于焊接过程时间短,我只需要选择多种连接方法,如机械夹紧和熔化连接,即焊接,生产效率高,连接强度高,特别适用于热收缩塑料的连接。从焊接工艺来看,传统的方法,主要是热出汗和热风焊接,已不能满足现代工业发展的需要,特别是工业生产自动化对超声波塑料焊接的要求,高效、高质量的优势必须脱颖而出,占领市场,这是一种经济、环保的新工艺、新技术,几乎完全克服了传统塑料焊接方法的缺点,预测了未来良好的发展趋势,基本覆盖制造业各领域实力

但是,目前人们对超声波塑料焊接的基本原理还缺乏研究,不能满足超声波塑料焊接的工业应用需要,超声波塑料焊接机械与声学、电子技术、计算机、测量技术、机械高分子材料、,自动控制和其他学科它是一个跨学科的领域,给超声塑料焊接的研究带来了相当大的困难。本文将超声塑料焊接机理与理论分析和实验相结合,研究了超声塑料焊接区材料的熔化行为,为建立超声波焊接工艺规范和提高焊接强度奠定了基础。

超声波技术在塑料焊接中的应用是目前超声波技术的一大发展,我们同意超声波塑料焊接原理的观点是,焊接时,它就像两个焊接的塑料零件,施加一定的静压,超声波产生的高频振动在该振动的作用下可以传递到焊接表面,在接触面上产生瞬时高温,在焊接表面之间形成熔化层,然后停止超声波振动,保持静压,快速熔化凝固,从而实现焊接表面的牢固结合

超声波塑料焊机主要由主电路、声学系统、气动加压系统、自动控制系统和机械部分组成。声学系统是超声波焊机的核心部分。超声波焊机的结构图。声学系统由换能器、,调幅器和焊接接头逆变器将50Hz的工频交流电转换为20kHz的高频交流电,供传感器使用

传感器将高频交流能量转换为高频振动能量,调整振幅,获得适合焊接的正负焊接接头,将高频振动传递到焊接之间的接触面,使两个塑料接触面上的分子振动摩擦,从而产生大量热量,温度急剧上升,接触面上的塑料达到熔化状态,超声波停止后,必要时保持作用在塑料上的压力,接触面上熔化的塑料将迅速凝固,冷却固化成具有一定强度的焊接焊接超声波的焊接周期一般为毫秒,取决于焊接尺寸和焊接区域,其中定线时间仅为0001到1秒

超声波塑料焊接的主要工艺影响因素如下:

1.振幅:从塑料温升的角度来看,声学系统输出的机械振幅是超声波塑料焊接的主要工艺参数,因为其特性不同,塑料焊接振幅的加热速率和表面温度速率不同,每种材料都有达到熔化温度的最小振幅。如果振幅不够,塑料很难达到熔化温度,因此,塑料的焊接强度与振幅有密切的关系,超声波塑料焊接所需的振幅由变幅杆的形壮和材料来调整。另外焊接形式不同,所需变幅杆也不同,如嵌插和铆接所需要的振幅偏大,平面焊所需的振幅较小。即焊接输出的振幅要随加工件的种类和焊接形式而改变。

2.超声时间:超声时间是由超生 触发开始,到超声结束的时间,超声时间越长传递到工件上的能量就越多,工件温升就越高,融化数量就会越多,但是过强的焊接时间会使工件表面温度过高产生过坏,会产生溢胶,破坏零件表面,使工件上原地焊接区的非焊接表面产生“粘连”,超声时间过短,塑料不能融化或融化量过少不能使工件可靠焊接。

3.保压时间:保压时间是指超声已经停止,让焊接件在压力作用下相互紧贴及其固化所持续的时间。保养的目的是指焊件在一定的压力下相互紧贴,这样使两焊件的接触面的融化材料相互融合冷却凝固,从而两工件能够很好的焊接在一起。

4.触发压力:触发压力是指超声波能量传递到工件之前,焊头施于工件上最大预压力。焊头下降到与工件接触后,在工件上建立起压力,使接合面紧密接触  时,超声焊接机开始产生超声波。如果触发压力过小接触面不能紧密接触超声波,就不能使工件接触面表面 融化,产生具有较高强度的接头。

5.焊接压力:一般来说,应对工件是以足够的压力使整个结合表面都有较好的接触压力,过低会延长焊接时间,这样会使工件上产生焊缝和质量不佳,压力过高会使焊接破裂,使界面融合较差影响焊接强度和焊接品质。

6.频率追踪:鉴于焊接过程中焊接位置和焊接压力的影响,可能会导致超声波频率的变化频率跟踪是选用自适应方法追踪超声波的频率,使其基础保持不变。


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