pp料超聲波焊接對材料有什么要求(pp料超聲波焊接對材料有什么要求)
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超聲波焊接時1、對塑件材料有什么核心要求2、對塑件焊接部位形狀有什么要求
1. 要搞清楚需要焊接的材料的可焊性,有些材料是難以焊接的,有些是不能焊接的。塑料分熱固性和熱塑性材料。熱固性材料不可焊接。熱塑性材料中又有分無定型材料(如ABS)和半結(jié)晶型材料(如PET/PBT) , 無定型材料易于超聲波焊接,半結(jié)晶性材料焊接困難。這就是選擇材料的基本思想。
2. 焊接的塑料件的前道處理工藝要關(guān)注,有些材料在注塑過程中可能會有添加劑,比如玻纖,滑石粉等等。并且關(guān)注材料的含水率是夠需要烘干等等...具體問題具體對待
3. 焊接部位的形狀:一般都有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,有基本型energy director,剪切型shear joint,通常基本型里面又分階梯型設(shè)計和榫槽型設(shè)計等等,你可以查詢相關(guān)資料,或?qū)で髮I(yè)廠家。
(PS:有問題大家可以探討,共同學(xué)習(xí))
塑膠件材料對超聲波焊接的影響有哪些
塑膠材料對超聲波焊接效果的影響
超聲波焊接質(zhì)量與彈性模量、摩擦系數(shù)、熱導(dǎo)率成正比,與其密度、比熱容、熔點成反比。
超聲波焊接質(zhì)量主要與材料的熔點和表面摩擦系數(shù)有關(guān)。這些參數(shù)因材料和溫度的不同而不同,它們在超聲波焊接過程中的變化將影響超聲波焊接區(qū)域的溫度、應(yīng)力和變形,從而影響超聲波焊接質(zhì)量。
但是超聲波焊接時間很短,很難通過試驗控制參數(shù)的變化,國內(nèi)外學(xué)者利用數(shù)值模擬方法來解決這一問題。利用有限元方法,分析超聲波焊接過程中聚氯乙烯(PVC)的物理參數(shù)的影響,得到了超聲波焊接區(qū)域溫度沿試樣厚度成正比 。
焊接材料改性的影響
超聲波焊接材料的改性會影響超聲波焊接質(zhì)量,纖維等填料的加入能夠提高高分子材料的硬度,有利于超聲波的傳遞,在適宜的工藝條件下填料加入可以提高超聲波焊接接頭強(qiáng)度。
材料表面粗糙度的影響
增加材料表面粗糙程度可以降低聲阻抗,提高表面能流密度,從而提高其超聲波焊接質(zhì)量。采用表面有滾制花紋的膜材料能夠得到更高的超聲波焊接質(zhì)量,比表面光滑的 PP 膜的超聲波焊接接頭強(qiáng)度提高接近一倍。
材料搭接寬度的影響
材料搭接寬度的增加使超聲波焊接接頭強(qiáng)度降低。因為隨著搭接寬度增加,超聲波焊接接頭邊緣應(yīng)力集中增加,邊緣出現(xiàn)的微裂紋增多,接頭強(qiáng)度降低。超聲波焊接用層合法和浸漬法制備的玻璃纖維改性PP,超聲波焊接接頭強(qiáng)度都隨著寬度增加而降低 。
焊接面到焊頭距離的影響
材料超聲波焊接面到焊頭的距離達(dá)到半波長值時超聲波焊接接頭強(qiáng)度最大 。
超聲波在塑料中傳遞主要是縱向波,最大縱向波峰值往往出現(xiàn)在半波長,距離接近半波長時超聲波傳遞給超聲波焊接界面熱能量最多,能得到良好的超聲波焊接接頭 。
針對不同厚度的HS1000(芳基磷酸鹽和粘土改性的聚苯醚,半波長為3.86cm )進(jìn)行超聲波超聲波焊接,結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在臨界厚度為3.86 cm,小于臨界厚度時超聲波焊接接頭強(qiáng)度和伸長率隨厚度的增加而增加,大于臨界厚度時超聲波焊接接頭強(qiáng)度迅速降低。
超聲波焊接有什么條件和要求
超聲波焊接條件:
作為超聲波焊接的條件,最重要的是施加焊接能源的時間(振動、焊接時間)長短和壓力,當(dāng)然,其他條件也是很重要的。
焊接溫度
超聲波焊接材料的粘流溫度。否則材料不會熔化。與振幅有關(guān),振幅越高,溫度上升越高。
加壓力
使用圓柱形的工瞪眼對成型品進(jìn)行加壓。一般壓縮空氣壓為0.1 -0.3MPa(壓力表),有時會更高一些。但是如果采用高壓的話,則會阻礙圓柱形的振動。
焊接時間
因材料的各類與制品的形狀而異,有些成型品的焊接時間只需要0.2秒就已足夠了。時間過長會造成過度焊接而產(chǎn)生大量的飛邊與氣泡,從而導(dǎo)致氣密不良,必須注意。
冷卻(保持)時間
對于結(jié)晶性塑料,若溫度在融點以下,連接部分就會被凝固,通常加壓時間保持在0.1-0.2秒之間。
超聲波焊機(jī)要求:
焊接的焊頭由下到上分三部分:焊頭、放大器和換能器(超聲波換能器)。三者按照一定的比例進(jìn)行放大。如換能器的振幅為6MM,則放大器可以放大三倍至18MM,到焊頭的振幅可增加到36MM。當(dāng)然,振幅增加,焊頭的壽命會降低。被焊接材料不同,所需的振幅也不相同。
焊頭材料一般為三種:
鈦:昂貴,性能最好,韌性好,加工困難。摩擦損耗小,振幅大可以達(dá)到60MM;
鋁合金:便宜,磨損快,振幅不能超過30MM,容易加工;
鋼:很硬,最不適合作焊頭,振幅不能超過25MM,適于切割,需要增加吹風(fēng)管,便于冷卻。
故而,超聲波汽車焊接應(yīng)用范圍為:汽車門板、汽車門板隔音氈、汽車無紡布內(nèi)飾件點焊、汽車儀表板、汽車儀表盤、汽車塑料配件鉚接、汽車保險杠、汽車輪胎罩、汽車頂棚、汽車后備箱無紡布、汽車座墊無紡布、汽車發(fā)動機(jī)蓋、汽車車尾燈、汽車燈罩、汽車軸承保持架、汽車雜物箱、汽車過濾器、汽車塑料閥門、汽車空氣換向器、汽車氣流探測器等。針對汽車塑料配件焊接多采用非標(biāo)超聲波焊接設(shè)備,多頭多工位設(shè)計,帶有PCL程序控制與液晶顯示屏操作,大型汽車復(fù)雜工件的焊接,包含不同方向的熔接面,需同時焊接多個位臵。
塑膠件材料對超聲波焊接的影響有哪些?
1.超聲波在塑料件中傳播,塑料件或多或少對超聲波能量有吸收和衰減,從而對超聲加工效果產(chǎn)生一定的影響,塑料一般有非晶體材料之分,按硬度有硬膠和軟膠之分,還有模數(shù)的區(qū)分,通俗地來說,硬度高,低熔點的塑料超聲加工性能優(yōu)于硬度低、高熔點的塑料。因此,這就牽涉到超聲波加工距離的遠(yuǎn)近問題。
2.塑料件的加工條件對超聲焊接的影響,塑料件經(jīng)過注塑、擠壓或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工條件都會形成對超聲焊接產(chǎn)生一定影響的因素。
A、濕度缺陷:濕度缺陷一般在制作有條紋或疏松的塑料件過程中形成,濕度缺陷在焊接中衰減能量,使密封位滲水,加長焊接時間,所以濕度高的塑料件在焊接前要作烘干處理。如聚甲醛等。
B、注塑過程的影響:注塑過程參數(shù)的調(diào)整會引致如下缺陷:①尺寸變化(收縮、彎曲變形);②重量變化;③表面損傷;④、統(tǒng)一性不佳。
C、保存期:塑膠件注塑加工出來后,一般最少放置24小時后,再進(jìn)行焊接,以消除塑料件本身應(yīng)力、變形等因素。無定形塑料通過注塑出來的塑料件可不按此要求。
D、再生塑料:再生塑料的強(qiáng)度比較差,對超聲波焊接適應(yīng)性也較差,所以如用再生塑料,各種設(shè)計尺寸均要酌情加以考慮。
E、脫模劑和雜質(zhì):脫模劑和雜質(zhì)對超聲波焊接有一定的影響。雖然超聲波加工時可將加工表面的溶劑、雜質(zhì)等震開,但對于要求密封、或在高強(qiáng)度的情況下,應(yīng)盡可能去除。在有些情況下,先清洗塑料件是必要的。
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