塑料超声波焊接技术(中)

《塑料超声波焊接技术(中)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第25卷第1期塑料包装51毥櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧毥櫧櫧毥塑料焊接技术连载(一)櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧櫧毥塑料超声波焊接技术(中)张胜玉(广州市特种设备行业协会)(上接《塑料包装》2014年第6期)凝固。非结晶性塑料能有效地传递超声振动，能够在各种工艺条件下进行焊接，也能比较容易地4．各种塑料的超声波焊接性获得密封接头。塑料的性能影响超声波的成功焊接。塑料的半结晶性塑料的特点是分子结构有序排列。超声波焊接性取决于塑料对超声振动的衰减能力需高热量破坏这种有序排列。熔点明显，温度稍和熔化温度

2、的高低以及物理性能如弹性模量、抗稍降低就很快地出现再凝固。流出接头加热区的冲击性、摩擦系数及导热系数等等。实验证明，塑熔液因而快速凝固。固态时半结晶性分子象弹簧料的焊接性G正比于弹性模量E、导热系数λ、摩一样吸收很大一部分超声振动而不是将其传递到擦系数μ，反比于塑料的密度ρ、比热C、熔点t，如接头界面处，所以必需采用高振幅以产生足够的2下式表示:G=K·E·λ·μ/ρ·C·t(W/m·K)热量用于焊接。式中K－焊件形状因子，取决于焊件的壁厚、填料和增强物尺寸大小及焊头的形状尺寸热塑性塑料中的填料

3、(玻璃、滑石、矿物质)可2E－塑料的弹性模量(GN/m)以改善或抑制超声波焊接。碳酸钙、高岭土、滑λ－导热系数(W/m·K)石、氢氧化铝、有机填料、硅石、玻璃球(硅灰石)和μ－塑料的摩擦系数云母等材料能增加树脂的刚性，在含量达20%时3ρ－塑料的密度(kg/m)能够提高整个材料(尤其是半结晶性塑料)的超声C－比热(J/kg·K)波能量传递性能。在含量达35%时，可能在需可t－熔点(K)靠气密封接的接头处出现热塑性树脂不足。填料通常限定选择特定用途材料的性能是那些使达40%时，纤维在接合面处聚集，

4、热塑性材料不焊接变困难的性能如高的熔点或结晶度。一般来足，不能形成牢固的连接。长纤维在模塑过程中说，塑料刚性愈大，愈容易焊接。刚性塑料容易传可能产生聚集，造成导能筋可能含有比基体材料递超声波能量，而软塑料在能量到达接头区域之更高百分含量的玻璃。这个问题可以通过使用短前常常衰减能量。待焊材料的刚性是一个可能受纤维玻璃填料加以解决。到环境温度和湿度影响的重要性能。颜料、脱模在填料含量超过10%时，许多填料中的磨料剂、玻璃填料和增强纤维的影响更大。颗粒引起焊头磨损。推荐使用淬硬钢或涂硬质合高分子结构金

5、的钛焊头。也可能需要更高功率的超声波设备非结晶性塑料有任意的分子结构，在较宽的在接头处产生足够的热量。温度范围内逐渐软化，达到玻璃化转变状态，然后添加剂是液体熔化状态。凝固也是逐步的，避免了过早添加剂尽管可以提高母材的综合性能或成形52塑料包装2015年第25卷第1期性，但通常增加获得优质焊接接头的难度。典型应用中，焊缝强度和韧度并不是关键要求。使用的添加剂包括:增塑剂、抗冲改性剂、阻燃剂、着色并不显著影响超声波焊接的颜料也许是一种可选剂、润滑剂、发泡剂、回收料。择的解决方案。增塑剂、高温有机液

6、体或低温熔化体增加塑内润滑剂(蜡、硬脂酸锌、硬脂酸、脂肪酸酯)料的柔性和软度，降低其刚性。它们降低聚合物降低聚合物分子间的摩擦系数，造成发热量减少。内分子间吸引力，影响振动能量的传递。高度增不过，由于它们的浓度很低并且弥散分布在塑料塑的材料如乙烯树脂是非常差的超声波能量传递中而不是集中于结合面处，因而通常影响最小。介质。增塑剂通常看作是内用添加剂，但随着时发泡剂降低树脂传递能量的能力。依密度的间的推移它们会迁移到表面，使超声波焊接变得不同，微孔结构中的空洞不同程度地中断能流，减几乎不可能。含金属

7、的增塑剂比美国食品药品管少到达接头区域的能量。理局(FDA)批准的增塑剂有害作用更大。对含有较高或不同含量回收料的待焊材料应抗冲改性剂如橡胶降低材料传递超声振动的仔细加以评估。为实现最佳焊接有必要控制待焊能力，需更高的振幅以产生熔化。抗冲改性剂减零件中回收料的质量和数量。在某些情况下，可少了结合面处的热塑性材料数量，因而也影响材能需要100%的纯净原材料。料的焊接性。脱模剂阻燃剂、无机氧化物或卤化有机元素如铝、锑、外脱模剂(硬脂酸锌、硬脂酸铝、碳氟化合物、硼、氯、溴、硫、氮或磷添加到树脂中以抑制

8、燃烧或改硅酮)通常喷涂于模腔表面形成便于零件移去的变材料的燃烧性能。在大多数情况下，它们是不可焊分离涂层。脱模剂可能会转移到结合面处，降低的。阻燃剂可能占材料总重量的50%或更多，降低待焊材料的摩擦系数，影响结合面的发热，阻碍熔了零件中可焊材料量。焊接这些材料时，有必要采用化表面的熔合和形成合适的连接。硅酮的有害影高功率的设备、高于通常的振幅和更改接头设计以增响最大。外脱模剂有时可用溶剂加以清除。如果加结合面处可焊材料的数量。必需用外脱模剂，可涂、可印级脱模剂并不转移到颜料对超声波焊接的影响可能