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超聲波塑料焊接工藝參數(shù)對質(zhì)量的影響
超聲波焊接的主要工藝參數(shù)有超聲波頻率、超聲波振幅、焊接壓力、焊接時間和保壓時間。
這幾個變量不僅影響接頭強度的變化,而且相互之間也有一定制約關(guān)系。目前國內(nèi)外的學(xué)者在這方面已取得一些研究成果,但這些研究只是針對某種特定材料進行的,如聚丙烯(PP)、ABS或聚乙烯(PC)等。至今還沒有比較具體的公式能夠?qū)δ撤N情況進行歸納,絕大多數(shù)研究都是針對參數(shù)對質(zhì)量影響的趨勢。
對超聲波塑料焊接工藝參數(shù)研究的最終目的是獲得良好的接頭質(zhì)量。塑料超聲波焊接工藝參數(shù)與焊接接頭質(zhì)量有密切關(guān)系,因此，目前對焊接接頭質(zhì)量影響因素的研究,絕大多數(shù)都是從焊接工藝參數(shù)出發(fā),研究工藝參數(shù)的變化及各個工藝參數(shù)的不同組合對接頭質(zhì)量的影響。
在這方面，德國、日本和美國的學(xué)者做了一-定的工作。但是對于超聲波塑料焊接接頭質(zhì)量的衡量,尚沒有一個公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),通常接頭質(zhì)量主要通過接頭強度和接頭的外觀質(zhì)量來衡量。
焊接時間對接頭強度的影響比較顯著。在近程焊中,接頭強度基本上隨焊接時間的增加而增高,但是當(dāng)達到某--值時就不再增加。焊接時間的增加對外觀質(zhì)量的影響也是很明顯的。焊接時間增長,不僅在結(jié)合面處的熱量增加,同時由于波的損耗特性,超聲波在工件中的損耗增加,在熱傳導(dǎo)的作用下,致使接頭部位整體及外表面的溫度上升,在焊縫擠出量增加的同時,外表面的壓潰量也增加。
在實際焊接過程中,超聲波振幅起著決定性的作用。首先,振幅決定接頭的熱輸人,因此,直接影響著壓潰量的大小。超聲波振幅對剪切強度亦有影響,在一定范圍內(nèi)，接頭剪切強度隨振幅的增加而增加,。
焊接壓力的作用是使兩界面在焊接過程中緊密接觸，以利于焊接,當(dāng)內(nèi)表面熔融后,使熔融層在兩界面迅速擴展并熔和。當(dāng)焊接時間達到一定程度后，隨著焊接壓力的增加,接頭強度略有下降,這是因為壓力的增加使接頭的形態(tài)發(fā)生了變化,而且壓潰量也增加，從而使外觀質(zhì)量受到影響。同時,當(dāng)焊接壓力增加的時候,接頭處受熱的木材面受壓力的作用向兩側(cè)擠壓,使得熱影響區(qū)擴大,脆性區(qū)也擴大。因此,選擇合適的焊接壓力,有利于形成良好的焊接接頭。
