2非金属材料焊接-塑料

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1、第二章塑料的焊接第一节超声波塑料焊接随着材料工业的迅速民展，其中以重量轻、摩擦力小、耐腐蚀、易加工的塑料及其金属的复合材料的应用受到人们的重视。塑料的各种制品，已渗透到人们日常生活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、屯器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后，不仅效率低，口粘接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统的工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术一超声波塑

2、料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，即不要填加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。一.超声波塑料焊接机的工作原理当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。由于塑料导热性差，-叩寸还不能及吋散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其

3、融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波焊接是熔接热塑性塑料技制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波焊接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其他辅助品，其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量。一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器/调幅器/焊头三联组，模具和机架。振动能显传递分子运动工件表面总擔齡旳化嗨接超声波塑料焊接机正以其不可替代的优势，走进塑料行业的领域，发挥着巨大的作用，创造着巨大的效益的同时，也期待着超声波塑

4、料焊接机能有更大的突破，为塑料行业发挥更大的贡献。二.超声波的优点1节能；2无需装备散烟散热的通风装置；3成木低，效率高；4容易实现自动化生产，例如：（1）焊接：将两个热塑性塑料产品熔接的过程。（2）碟合：熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。（3）嵌入：将一个金属元件嵌入塑料产品的预留孔内。（4）弯曲/生成：音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。（5）点悍：点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。（6）剪切：切和封口一些有序与无序的热塑材料的超声波工艺。一.影响超声波焊接的因素最主要

5、的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硕度）、化学结构。］、聚^^^

6、结扌勾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）。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

7、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。2、聚合物：热塑性与热固性热塑性和热固性。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咅波压合的适应性。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，所以热固性材料是不适合使用超音波的。3、熔化温度聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多。4、硬度（弹力系数）材料的硕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

8、，愈硕的材料其传导力愈强。一.超声波焊接的应用1、超声波熔接:以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。2、超声波埋插：由焊头送到金属及塑胶间的超声波震动，磨擦生热令塑胶接触面熔化，使金属椿挤入塑胶孔内。3超声波钏接，成形包覆：塑胶件上的梢子，通过金属件的孔，以高震幅焊头震动梢端，使其熔解，顺着焊头的接触面变为钏钉形状，将金属板钏住4、超声波点焊：将两必險胶板焊接，焊头屮央的导梢以超波震动攒穿上层塑胶板，由于震动能产生离析，塑胶接而间接产生磨擦热，令两层塑胶板熔接。1V＞瀝声波熔接丄＞尷

9、芦波埋插1＞憾声波挪接,成＞憾声波点焊J二.超声波焊接的焊口设计两个热塑性塑料零件的超声波焊接要求超声波振动通过焊接头传递到组合件的上半部,最后传至两半的结合处或界面上。在此,振