影響超音波焊接的因素 說(shuō)起熱塑塑料的可焊接力,不能不說(shuō)到超音波壓合對(duì)各種樹(shù)脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結(jié)構(gòu),熔化溫度、柔韌性(硬度)、化學(xué)結(jié)構(gòu)。 聚合物結(jié)構(gòu) 非結(jié)晶聚合物分子排列無(wú)序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化 及至流動(dòng)的溫度(Tg玻璃化溫度)。這類(lèi)樹(shù)脂通常能有效傳輸超音速振動(dòng)并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的焊接。 半結(jié)晶型聚合物分子排列有序,有明顯的熔點(diǎn)(Tm熔化溫度)和再度凝固點(diǎn)。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的,能吸收部分高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類(lèi)聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓合面,幫要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化熱度)才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài),這也決定了這類(lèi)材料熔點(diǎn)的明顯性,熔化的材料一旦離開(kāi)熱源,溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類(lèi)材料的特殊性(例如:高振幅、接合點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備)才能取得超聲波焊接的成功
聚合物:熱塑性與熱固性 將單體結(jié)合在一起的過(guò)程稱(chēng)為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類(lèi):熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟化和成型,基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波壓合的適應(yīng)性。熱固性材料是通過(guò)不可逆反的化學(xué)反應(yīng)生成的,再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化,所以傳統(tǒng)上一直認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。 熔化溫度 聚合物的熔點(diǎn)越高,其焊接所需的超音波能量越多. 硬度(彈力系數(shù)) 材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的?偟恼f(shuō)來(lái),愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。
經(jīng)驗(yàn)分享! 超聲波熔接 : 以超聲波頻率振動(dòng)的焊頭,在預(yù)定的時(shí)間及壓力下,磨擦生熱,令塑膠接面相互熔合,既牢固,又方便快捷 超聲波埋插: 由焊頭送到金屬及塑膠間的超聲波震動(dòng),磨擦生熱令塑膠接觸面熔化,使金屬椿擠入塑膠孔內(nèi)。 超聲波鉚接,成形包覆: 塑膠件上的梢子,通過(guò)金屬件的孔,以高震幅焊頭震動(dòng)梢端,使其熔解,順著焊頭的接觸面變?yōu)殂T釘形狀,將金屬板鉚住 超聲波點(diǎn)焊 將兩層塑膠板焊接,焊頭中央的導(dǎo)梢以超波震動(dòng)攢穿上層塑膠板,由于震動(dòng)能產(chǎn)生離析,塑膠接面間接產(chǎn)生磨擦熱,令兩層塑膠板熔接
超聲波焊接機(jī)的工作原理: 超聲波焊接裝置是通過(guò)一個(gè)電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能,供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機(jī)械振動(dòng)能,調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機(jī)械能至超聲波焊接機(jī)的焊頭。 焊頭是將機(jī)械振動(dòng)能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置!! 振動(dòng)通過(guò)焊接工作件傳給粘合面振動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠熔化, 振動(dòng)會(huì)在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達(dá)其介面時(shí)停止,短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時(shí)產(chǎn)生個(gè)強(qiáng)分子鍵, 整個(gè)周期通常是不到一秒種便完成,但是其焊接強(qiáng)度卻接近是一塊連著的材料!!
焊接: 指的是廣義的將兩個(gè)熱塑性塑料產(chǎn)品熔接的過(guò)程。當(dāng)超音停止振動(dòng)時(shí), 固體材料熔化,完成焊接。其接合點(diǎn)強(qiáng)度接近一整塊的連生材料, 只要產(chǎn)品的接合面設(shè)計(jì)得匹配, 完全密封是絕對(duì)沒(méi)有什么問(wèn)題的,
碟合: 熔化機(jī)械鎖形成一個(gè)材質(zhì)不同的塑料螺栓的過(guò)程。
嵌入: 將一個(gè)金屬無(wú)件嵌入塑料產(chǎn)品的預(yù)留孔內(nèi)。 具有強(qiáng)度高,成型周期短安裝快速的優(yōu)點(diǎn)。 類(lèi)似于模具設(shè)計(jì)中的嵌件!
超音波將配件的一部分熔化再組成一個(gè)塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于處理的快速,較小的內(nèi)壓,良好的外觀及對(duì)材料本性的克服。 點(diǎn) 悍 點(diǎn)焊是對(duì)沒(méi)有預(yù)留也或能源控制的兩個(gè)熱塑塑料組件的局部焊接。點(diǎn)焊也能產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)有力的粘合構(gòu)造,尤其適合一些大型配件、有突起的塑料片或澆注的熱塑塑料以及那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以進(jìn)入接合面的產(chǎn)品。 剪 切 切和封口一些有序與無(wú)序的熱塑材料的超音波工藝。用這種方法密封的邊緣不開(kāi)裂,且沒(méi)有毛邊、卷邊現(xiàn)象。 紡織品/膠片的密封 紡織品品及一些膠片的密封也可用到超音波。它可對(duì)膠片實(shí)行緊壓合,還可對(duì)紡織品進(jìn)行整潔的局部剪切與密封?p合的同時(shí)也起到了裝飾的作用。