超声波焊接的微观过程
从微观上来看,当两个塑胶件从开始接触到后熔合在一起,可以分为四个阶段:
第1阶段:开始熔化阶段。在这一阶段,两个焊接零件表面间的摩擦和内部摩擦产生热量,塑料开始受热熔化。
第2阶段:连接阶段。在这一阶段,超声波焊接机厂家,两个零件开始熔化在一起,形成较薄的熔合层,随着热量的增加,熔合层的厚度继续增加。
第3阶段:稳态熔流阶段。在这一阶段,熔合层的厚度继续增加,直到达到一定的厚度保持不变,振动停止。
第4阶段:保压/冷却阶段。在这一阶段,在焊接压力的保持下,熔流开始冷却凝固,两个塑胶件终焊接成一体。
如何正确选择塑料焊接机设备
塑料焊接大体有两种方法:粘接和焊接。一般来讲,粘接工艺生产效率低、不美观,且胶粘剂都有一定的毒性;而焊接工艺相对来说生产效率高、焊件美观、焊接强度高,所以,性能好超声波焊接机,塑料焊接工艺得到了越来越广泛的应用。
首先,要选取正确的可焊接的材料。在实际生产过程中,只有分子结构相同或相近的热塑性塑料才能进行焊接。在焊接面上是分子间的化学结合,所以母体材料越相近,焊接效果越好。同时,塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系,它们改变了材料的物理特性。填充物含量超过 30% 时,由于表面塑料比例不足,分子间融合的不够,江门超声波焊接机,会降低焊接密封性。
其次还要根据材料种类和制品形状、成本的的高低采取适当的焊接方法。按所采用的加热软化方式的不同,塑料焊接可分为通过外加热源、机械运动及电磁作用软化等几种。
塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料可塑但不可逆。次加热时可熔化流动,加热到一定温度,产生化学反应,交联固化变硬而形成固体;但这种变化时不可逆的,当重新受热加压时,热固性塑料不能再次熔化。因此,超声波焊接不能焊接热固性塑料。热塑性塑料可塑又可逆;当加热形成固体后,其内部结构仅经历形态的变化,是可逆的;重新加热和加压时,能够重新熔化并再次形成固体。超声波焊接能够焊接大部分的热塑性塑料。
热塑性塑料又分为无定形塑料和半结晶塑料,由于二者的分子结构和排布不同,二者的超声波焊接性能又有所差别。
无定形塑料的分子结构呈随机分布,没有一个明确的熔点Tm,其在一个很广泛的温度范围内逐步软化、熔化和流动;而不是一旦加热到某个温度就立即从固体熔化,然后又立即固化。无定形塑料这种特性非常易于传导超声波振动能力,能够在较大的压力和振幅范围内进行超声波焊接。
半结晶塑料的分子结构在局部呈规律性分布,有一个明确的熔点Tm,超声波焊接机网,在温度达到熔点之前,半结晶塑料始终保持着固态;当温度达到熔点后,整个分子链立刻开始运动,并立即固化。无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程区别如图所示。
半结晶塑料呈规律性分布的分子结构类似于弹簧,非常容易吸收高频的超声波振动能量,使得能量很难从焊头传导到焊接界面,必须有足够大的超声波能量才能使得半结晶塑料熔化。因此,相对于无定形塑料,半结晶塑料比较难焊接。为了使得半结晶塑料获得较高的焊接质量,往往需要考虑更多的因素,例如,较高的振幅、合适的焊接界面设计、焊头的接触、焊接的距离以及焊接夹具等。无定形塑料和半结晶塑料的超声波焊接难易程度如表2所示。
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