各种塑胶材料使用超声波焊接的效果分析结果

更新时间:2017-05-26 16:45:06 信息编号:332620
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超声波频率振动的焊头,在预定的时间及压力下,磨擦生热,令塑胶接面相互熔合,既牢固,又方便快捷,然而超音波压合对各种树脂的要求,热塑塑料使用超声波焊接的效果,其最主要的因素包括聚合物结构,熔化温度、柔韧性(硬度)、化学结构。

非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化 及至流动的温度(Tg玻璃化温度)。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内,非结晶性硬质塑料,如PC、PS、SAN、ABSPMMA等,对超声能量通常具有良好的透射率,焊接效果都比较好。

半结晶型聚合物分子排列有序,有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的,能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面,帮要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化热度)才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态,这也决定了这类材料熔点的明显性,熔化的材料一旦离开热源,温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性(例如:高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备)才能取得超声波焊接的成功。而半结晶性塑料具有较强的消声作用,高频振动传输到如PA、PP、PE和POM这样的半结晶性塑料中,超声能量很快衰减,因此半结晶性塑料超声波焊接达不到理想的效果。

将单体结合在一起的过程称为“聚合”。聚合物基本可分为两大类:热塑性和热固性。热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型,基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的,再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化,所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。对于弹性体及软质塑料,由于具有更强的吸音作用,对它们进行超声焊接不是很有效。

聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多,材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来,愈硬的材料其传导力愈强。

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