塑料焊接(超声波 摩擦焊).pdf

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1、塑料件焊接1目录
塑料焊接种类
超声波焊接超声波原理设备类型、参数设计原则常见问题与解决方法
摩擦焊摩擦焊原理设备类型、参数设计原则常见问题与解决方法
各种方法优缺点比较2塑料件焊接种类
超声波焊接
摩擦焊
红外焊
热板焊接
激光焊接3塑料焊接在汽车行业的应用4塑料焊接在汽车行业的应用5超声波焊接超声波原理设计原则设备类型、参数常见问题与解决方法6超声波特性声波频率为20Hz～20000Hz。当频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。
超声波可在气体、液体、固体等介质中有效传播。
超声波会产生反射

2、、干涉、叠加和共振现象。
超声波可传递很强的能量,方向性好，穿透能力强。
超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空话现象。超声波应用
熔接
铆接
埋植
点焊
切除
探测
清洗8超声波焊接过程
高频电能转换成超声波的机械振动能，
机械振动通过焊接工作件传到零件接触面，
分子间的摩擦和接触面摩擦生热使塑胶融化，焊接时段保压时段
保持压力使融料固化。加压耦合摩擦、溶化保压固化能量转换压力振动焊接高度9超声波焊接机原理
电源将220V/50Hz电能转换为频率20kHz以上的电能
换能器将20kHz电能於转换20kHz机

3、械动能-超声波
超声波振幅通过调幅器和焊接头放大•焊接头部表面振幅=换能器表面振幅x调幅器系数x焊接头系数10超声波焊接机结构换能器调幅器焊接头11Sonotrodenbewegung.avi选择焊接时考虑因素：
焊接力、密封、外观的要求
成本
焊接材料
零件的尺寸
产品的结构13材料因素一、材料焊接性能：无定形塑料半结晶塑料
热固性材料丁
热塑材料料二烯-无定形热塑性材料苯聚相容性示ABSPM乙聚苯PET聚乙聚氯聚甲丙半结晶热塑性材料无定形塑料例图表ABS+PCMA烯PC乙烯+PC烯乙烯尼龙醛烯PBT不同半结晶材料之

4、间不能焊接非常ABS好好好一般ABS+PC好好一般好PMMA好一般好一般丁二烯-苯乙烯好一般PC一般好一般好好一聚苯乙烯般好半结晶塑料PET+PC好好聚乙烯差聚氯乙烯一般尼龙好聚甲醛好一聚丙烯般PBT好14材料因素二、材料融化的温度：
塑料的融化温度越高、所需的焊接能量越大
不同软化温度的材料会影响其结合性能，两种材料软化温度相差小于22度。三、刚度：
材料的刚度
零件的刚度四、材料吸水性
材料吸湿性会显著影响焊接性能。五、脱模剂、润滑剂六、材料改性添加剂
增塑剂、冲击改性剂、阻燃剂、发泡剂、填料七、表面处理
喷漆、电镀、皮

5、纹八、回料
不能大于10%，如焊接要求较高，禁止添加回料15结构设计因素为了得到稳定的高性能的焊接：
焊接筋初始接触面尽量小
被零件有合理的定位
焊头接触面要合理
零件结构有利于超声波的传播16焊接设计1、直接结合
有效、快速
能量消耗少
对零件尺寸精度要求低
溢料较少
焊接强度取决于横向结合面积17焊接设计设计时的注意事项：
焊接筋为正三角形或等边三角形，前段角度一般无定型材料为90°，半晶体材料为60°，视具体情况可在60～90变化。焊接量的高度方向尺寸与设定角度有关，一般在以0.5mm左右。
挡料边的一般为1/3壁厚，

6、焊接完成后应有0.25到0.6m的间隙。
产品设置防止融化引起的飞边外露的沟槽。沟槽必须大于焊接时被软化的三角形凸起部分的体积。此时，三角形的凸起的高度为沟槽深度+焊接深度。18强度改进方法：改进方法：
增加皮纹可以提高焊接强度，减少焊接时间。皮纹高度通常在0.08到0.15mm之间。
十字筋增加焊接面积，提高焊接强度。增加的十字筋大小为标准筋的60%。前段角度60°。
锯齿筋由于融料量增加，采用这种设计时需考虑溢料槽或挡料边。19剪切焊接：剪切结合
密封效果好
连接力较大
对零件尺寸精度要求高
对零件焊接部分结构强度要求高

7、
焊接强度取决于剪切向结合面积
多用于尺寸小，形状规则的零件应用：多用于半晶体塑料注意点：
剪切焊接时，产生较大的横向力，所以零件在焊接处必须有足够的强度或夹具支撑，避免零件变形影响焊接强度
零件外形尺寸不大于90mm、且形状规则
如果焊接仅仅要求连接，不要求强度和密封，零件尺寸配合量尺寸公差可以使用间断式剪切焊接<18mm0.2到0.3mm±0.02518到35mm0.3到0.4mm±0.05035到90mm0.4到0.5mm±0.07520注意事项：
尖角尖角容易产生应力集中，在焊接压力和高频震动下，尖角处容易产生破坏。

8、建议增加R0.5mm圆角。
孔、洞、弯曲孔、洞、弯曲影响超声波的传播，能量无法传递到焊接平面，影响焊接质量。在焊接时尽量避免类似特征在焊接面与焊接头之间出现。焊接头接触面如果接触面过小，焊接头与零件的接触面应大于零件间焊接面。21
焊接面据焊头距离一般小于6.5mm为近距焊接，大于6.5m