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超聲波汽車配件點焊機_熱塑性塑料溫度參數及其對焊接性能的影響_超聲波塑料焊接接頭的形成及其影響因素

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發表時間:2020-09-18 10:56作者:恒力信網管來源:www.playdomination.com
文章附圖

在超聲波焊接過程中,接頭處能量的轉換主要是指由超聲波的機械能轉換成使塑料熔合的熱能,這種能量變化直接影響到結合面處的溫度的變化,影響到接頭的質量。由于超聲波焊接過程的復雜性,有關焊接過程的整體還不是很充分,關于其焊接機理也有多種解釋。

(1) 摩擦振動機制。認為當超聲波作用于兩焊件時,塑料質點會被超聲波激發而引起連續交替的受壓和解壓,以至焊件接觸表面因振動而產生摩擦,振動頻率就是超聲波的頻率。此時,摩擦機械功轉化為熱,使焊件表面的溫度升高直至熔化,最終形成焊接接頭。

(2)應力應變儲能及轉換機制。認為塑料這種粘彈性體,超聲波傳播過程中,引起塑料質點的應力應變不同相,從而引起能量損耗,轉化成熱使焊件表面熔化形成接頭。

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基于塑料性能、結構以及分子組成的特殊性,目前大多數學者傾向于應力應變的儲能轉換機理。但也不少學者認為在塑料焊接的過程中兩種因素是同時存在的,因為在試驗的過程中,可以明顯的觀察到在焊接壓力不足且沒有焊接夾具的時候,試件的兩個表面之間會出現相對的位移,而且試件的表面質量對焊接質量也存在一定的影響。不論從何種角度解釋塑料焊接的機理,有一點是毋庸質疑的:所有的熱都是由輸入給換能器的高頻電能轉換而來的,所以輸入電功率變化過程及熔焊試件單位體積所消耗的高頻電能(電能密度),對熔焊效果有很大的關系。其能量的傳遞形式可表征為:電能量→換能器→聲輸出一塑料發熱量。

熱塑性塑料溫度參數及其對焊接性能的影響

根據溫度作用與塑料性態的關系,人們把塑料分為熱塑性和熱固性兩大類。熱塑性塑料可以在一定的溫度作用下軟化直至塑性流動,冷卻又重新硬化。在這個可以反復多次的可逆變化過程中,大分子的化學性質不變。當溫度大于極限溫度以后熱塑性塑料會化學分解。熱固性塑料在成型過程中發生不可逆化學反應,形成不同于成型前小分子預聚體形式的網狀大分子結構,這種結構一旦凝固成形后就不溶解、不熔化,也不再粘滯地流動。由于熱固性塑料一次加工成型后的不熔性質,因此,熱固性塑料無焊接性能可言。

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超聲波塑料焊接接頭的形成及其影響因素
塑料焊接的基本原理是熱熔狀態的塑料大分子在焊接壓力的作用相互擴散,產生范德華作用力,從而緊密的焊接在一起。根據這個原理,塑料焊接的必要條件為:導致塑料熔融流動的焊接溫度;促進大分子相互擴散并擠去焊縫中殘余氣隙的焊接壓力;壓力及溫度的作用時間,在這段時間中,塑料從加熱熔融直至重新冷卻硬化要參數幾乎都是通過影響溫度來影響焊接質量的。超聲波塑料焊接接頭質量主要通過接頭的強度和接頭的外觀質量來衡量。超聲波塑料焊接工藝參數的研究的最終目的是獲得較好的接頭質量。它同焊接接頭質量有密切的關系,因此,到目前為止,對焊接接頭質量影響因素的研究,絕大多數都從焊接工藝參數出發,研究工藝參數的變化及各個工藝參數的不同組合對接頭質量的影響。一般來說,塑料焊接接頭處可以分為三個區域:熔和區、邊界區和熱影響區。