超聲波焊接材料的可焊性

發(fā)布時(shí)間:2024-07-22
對(duì)于超聲波焊接,熱塑性塑料的可焊性可以通過(guò)以下幾條來(lái)判定。能量轉(zhuǎn)化。材料的性能與材料在加工頻率下的剛性或儲(chǔ)能模量直接相關(guān),并且決定了材料的傳聲效果。低儲(chǔ)能模量材料,如彈性體、聚丙烯和聚乙烯等的傳聲效果不好,所以比較難焊接,除非部件設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)材料性能對(duì)焊接的影響。例如,焊接低儲(chǔ)能模量材料時(shí),焊頭和焊接面之間的距離應(yīng)該盡可能?。ń鼒?chǎng)焊接)。 能量耗散。材料的性能決定了材料將機(jī)械能(聲波)轉(zhuǎn)換為熱能(熱)的能力。這種轉(zhuǎn)換能力與材料的損耗模量有直接關(guān)系。材料的損耗模量越高,材料將所施加機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱的能力越好。損耗模量相對(duì)較高的材料,如聚苯乙烯很容易用超聲波加熱。 自黏合和恢復(fù)。材料的這種性能決定了材料在熔化狀態(tài)下界面自我恢復(fù)的效果。也就是說(shuō),是熔融界面自粘接的速度和程度的一種度量。自我恢復(fù)可以分成兩個(gè)主要的階段:自潤(rùn)濕,即熔融聚合物潤(rùn)濕來(lái)自另一部分焊件熔融聚合物;分子間擴(kuò)散,即聚合物分子在接觸面擴(kuò)散和纏結(jié)。這兩個(gè)階段實(shí)際上是擠壓流動(dòng)和分子間擴(kuò)散階段。對(duì)于不同聚合物,如果它們很容易彼此潤(rùn)濕,并且如果彼此相容,仍然可能進(jìn)行焊接或黏合。推薦焊接不同聚合物時(shí),這兩種聚合物應(yīng)該具有相似的黏度和熔融溫度。切記熔體黏度會(huì)影響潤(rùn)濕和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué),這一點(diǎn)非常重要。因此,對(duì)于高分子量聚合物,如許多含氟聚合物和超高分子量聚乙烯,如果可以焊接,那么潤(rùn)濕和分子擴(kuò)散所需要的時(shí)間很長(zhǎng),以至于焊接很困難。 超聲波焊頭總之,很容易采用超聲波焊接的材料可將來(lái)自焊頭/焊件接觸面的振動(dòng)能量傳遞到焊接區(qū)域,并很容易地將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能。多數(shù)情況下,一種材料很難同時(shí)具有好的能量傳遞和能量耗散性能,如聚丙烯的耗散性能很好,但傳遞性能卻很差,相反,聚碳酸酯具有優(yōu)異的傳遞性能,而耗散性能相對(duì)較弱。
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