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超声波塑料焊接原理及焊接过程

来源:发布时间:2019-06-21 15:37:12点击率:

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超声波焊接的基本原理是利用超声频机械振动(频率为 10~70 kHz,振幅为 1~250 μm)作用于塑料零件,使其在压力下产生局部加热(发热是由于表面和分子间摩擦综合作用的结果)和熔化而形成焊缝。

超声波焊接过程分为 4 个阶段:

1 阶段 :焊头与零件接触,施压并开始振动。摩擦发热量熔化导能筋,熔液流入结合面。随着两零件之间距离的减少,焊接位移量(两零件之间由于熔体流动产生的距离减小值)开始增加。起初焊接位移量快速增加,然后在熔化的导能筋铺展并接触下零件表面时放慢增速。在固态摩擦阶段,发热是由于两表面之间的摩擦能和零件中的内摩擦产生的。摩擦发热使聚合物材料升温至其熔点。发热量取决于作用频率、振幅和压力。

2 阶段 :熔化速度增加导致焊接位移量增大及两零件表面相接触。此阶段形成薄的熔化层,由于持续发热,熔化层厚度增加。此阶段的热量是由黏性耗散(viscous dissipation)产生。

3 阶段 :焊缝中溶液层厚度保持不变且伴随着恒温分布,出现稳态熔化。

4 阶段 :在经过设定的时间或达到特定的能量、功率级或距离之后,电源切断,超声振动停止,开始进入第 4 阶段。压力得以保持,使部分额外熔液挤出结合面。在焊缝冷却和凝固时达到最大位移量,并发生分子间扩散。

超声波焊接的四个阶段

超声波焊接过程非常快速且具有清洁、环保无害、焊缝强度高、容易实现自动化、适合于大批生产等优点,是各行各业大批量生产首选的塑料焊接方法。超声波焊接是最常用的塑料焊接技术,在塑料加工业久享盛誉。由于焊接速度快、低能耗、焊缝质量一致性与再现性好,该技术是包装、汽车、医疗、电气、电子、家用器具行业大批量生产应用的首选焊接技术,针对所有的应用市场,因此超声波焊接机以其特有的优点--快捷、高效、清洁和牢固,赢得了各行各业的认可。


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