產(chǎn)品焊接面的形狀對超聲波焊接效果的影響

焊接面形狀對超聲波焊接質(zhì)量的影響

    常用的平面搭接方式由于兩工件在壓力作用下緊密接觸，熔化材料沒有足夠的流延空問，在不能流延的地方形成了應(yīng)力集中區(qū)域，應(yīng)力集中會嚴(yán)重影響焊接接頭強度，而且此方法容易導(dǎo)致焊接材料分解、脆化、氧化，從而影響焊接質(zhì)量。

導(dǎo)能筋的影響

       導(dǎo)能筋用來增加能量傳遞，能夠提高焊接強度，縮短焊接時間，降低邊緣應(yīng)力集中，但是導(dǎo)能筋制作困難，成本較高。

導(dǎo)能筋主要有三角形、矩形和半圓型三種形式。

     　對聚乙烯、ABS樹脂、30％玻璃纖維增強PP研究發(fā)現(xiàn)。焊接接頭強度最大的是半圓型導(dǎo)能筋、矩形導(dǎo)能筋次之、三角形導(dǎo)能筋最小。

　　超聲波焊接純的PP和10％玻璃纖維增強PP時，發(fā)現(xiàn)使用三角形導(dǎo)能筋的焊接接頭強度較大，這是由于純PP和10％玻璃纖維增強PP的硬度不夠，在壓力作用下導(dǎo)能筋變形所致。其中三角形導(dǎo)能筋的角度會影響焊接質(zhì)量，超聲波焊接PVC材料，發(fā)現(xiàn)采用9O度導(dǎo)能筋的焊口形式比較合理，焊接質(zhì)量能夠保證。

                          各種各樣的超聲波線結(jié)構(gòu)                                                                                              合理設(shè)計超聲波焊頭與產(chǎn)品的接觸面

連接層材料的影響

      連接層材料能夠吸收超聲波，提高焊接接頭材料的軟化和熔融程度，能夠焊接取向材料以及不同類型的高分子材料。

      取向聚丙烯在超聲波焊接過程中使用了熔融指數(shù)為0．03～30的五種連接層材料，使用低熔融指數(shù)的連接層材料，接頭材料的峰值溫度高，焊接區(qū)域有很大變化；使用高熔融指數(shù)的連接層材料時，焊接區(qū)域尺寸變化小，可以形成均勻透明的焊接接頭。

      連接層材料的引入能夠擴大工藝參數(shù)的選擇范圍，但輕微地降低了焊接后剪切強度，而且增加了剪切強度值的分散程度，在焊接區(qū)域邊緣容易出現(xiàn)飛邊，造成焊接外觀質(zhì)量不佳。

                     超聲波焊接線設(shè)計原則                                                                                            超聲波底模夾具的設(shè)計原則（有效支撐）

同種塑料材料

      超聲波焊接機工藝復(fù)雜，焊接質(zhì)量受眾多因素影響，對材料進行焊接時應(yīng)考慮：

1.可焊性，低熔點、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，增強材料加入能夠提高焊接質(zhì)量。

2.超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響焊接質(zhì)量的主要工藝參數(shù)，得到較佳焊接質(zhì)量的三個工藝參數(shù)都存在一定的范圍。

3.在焊接界面引入導(dǎo)能筋和連接層能夠提高焊接強度，使用導(dǎo)能筋能夠連接高熔點的熱塑性聚合物，使用連接層能夠使取向材料及不同類型材料進行焊接。

不同材料

     隨著多種不同特性的塑料之間相互連接需要的增加，需要在以下幾個方面加強超聲波焊接技術(shù)的研究：

(1)深入研究焊接區(qū)域的狀態(tài)，包括熔融區(qū)厚度、結(jié)晶度、取向程度、化學(xué)組分等，深入研究塑料超聲波焊接技術(shù)的機理；

(2)進一步完善塑料超聲波焊接質(zhì)量的檢測手段，尤其是完善實時跟蹤監(jiān)測方法；

(3)利用有限元法模擬焊接過程焊接區(qū)域溫度、應(yīng)力變化規(guī)律，為實驗起指導(dǎo)作用；

(4)研究新的導(dǎo)能機構(gòu)和連接層材料，擴大焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍；

(5)建立焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、常用材料的對應(yīng)關(guān)系規(guī)律，減少實驗次數(shù)，降低成本。