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超聲波塑料焊接原理-超聲波焊接原理-深圳市美女黄色软件下载自動化設備有限公司



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    超聲波塑料焊接原理

    2021-04-02 11:12
    超聲波塑料焊接原理及過程

    超聲波塑料焊接( ultrasonic welding )是一種非接觸性焊接方式, 超聲波焊接是通過超聲波發生器將 50/60 赫茲電流轉換成 15 、 20 、 30 或 40 KHz 電能。振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能, 將塑料熔化從而產生粘接力的焊接方式。超聲波焊接可以應用 於大多數車用工程塑料的粘接工藝中,成為粘接工藝的重要技 術資源之一,具有廣泛的應用前景。 超聲波焊接時通過以超聲波方式作為載體的電能,轉化為一定振幅的,作用於焊接區,在兩個焊接的交界麵處聲阻較大的 區域產生局部高溫,熱量聚集在焊接材料的中間,由於塑料導熱性差,一時還不能及時散發,使得塑料接觸麵迅速融化,在應力作用下,使粘接麵融合在一起。通過冷卻成型,實現粘接麵牢固結合的焊接目的。這種焊接強度能接近於原材料強度,材料特性不發生直接影響和變化的焊接方式,具有保持材料相關塑性特質,對粘接件的彈性和機械強度影響很小,符合工程粘接的工藝技術要求。
    如圖 1 所示,超聲波焊接過程分為以下四個階段:
    第一階段焊頭與零件接觸,施壓並開始振動 。 摩擦發熱量熔化導能筋,熔液流入結合麵 。 隨著兩零件之間距離的減少,焊接位移量( 兩零件之間由於熔體流動產生的距離減小值) 開始增加 。 起 初焊接位移量快速增加,然後在熔化的導能筋鋪展並接觸下零件表麵時放慢增速 。 在固態摩擦階段,發熱是由於兩表麵之間的摩擦能和零件中的內摩擦產生的 。 摩擦發熱使聚合物材料升溫至其熔點 。 發熱量取決於作用頻率 、 振幅和壓力;

    第二階段熔化速度增加導致焊接位移量增大及兩零件表麵相接觸 。 此階段形成薄的熔化層, 由於持續發熱,熔化層厚度增加 。 此階段的熱量是由粘性耗散( viscous dissipation ) 產生;

    第三階段焊縫中溶液層厚度保持不變且伴隨 著恒溫分布,出現穩態熔化;

    第四階段在經過設定的時間或達到特定的能 量 、 功率級或距離之後,電源切斷,超聲振動停止, 開始進入第4階段 。 壓力得以保持,使部分額外熔液擠出結合麵 。 在焊縫冷卻和凝固時達到最大位移量,並發生分子間擴散 。


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