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熱板焊接時(shí)人們常犯的4個(gè)錯(cuò)誤
1.不接觸整個(gè)熔化肋(不正確的熔化零點(diǎn))
為了有效地將熱量傳遞到塑料部件中,熔體肋必須與加熱的工具完全接觸。加熱工具剛剛與焊接肋表面上的每個(gè)點(diǎn)接觸的位置稱為熔化零點(diǎn)。如果設(shè)定了不正確的熔體零位置,則預(yù)期焊接表面的一部分將不會(huì)吸收足夠的熱量以完全熔化和粘合。這種情況導(dǎo)致我們稱之為“冷焊”。為避免這種情況,進(jìn)行熔體測(cè)試(僅熔化,無密封階段),然后檢查部件,確保整個(gè)熔體肋表面顯示出與加熱工具接觸的跡象。當(dāng)您投資高質(zhì)量的超聲波設(shè)備時(shí),您不僅要投資于您的直接項(xiàng)目,還要投資未來需要多年無問題的機(jī)器。如果熔化肋的部分沒有顯示熔化跡象,則調(diào)整熔體零位,直到它們?yōu)橹埂?
2.熔體停留時(shí)間不足
為了形成強(qiáng)焊接,熱量需要滲透到塑料焊接肋中以允許材料流動(dòng)并與來自組件的另一半的軟化材料結(jié)合。通過編程的熔體停留時(shí)間控制該熱深度。如果熔體停留時(shí)間太短,則熱量不會(huì)深深地浸入焊縫中,并導(dǎo)致冷,弱焊接。檢查夾具是否有任何磨損或無支撐部分,并確保零件不能在焊接接頭處移動(dòng)或未對(duì)準(zhǔn)。相反,如果允許材料吸收過多的熱量(通過長的熔化停留時(shí)間),則將難以施加足夠的力來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)焊接。
3.開放時(shí)間太長(轉(zhuǎn)換)
一旦塑料部件被加熱,工具將縮回,然后將兩個(gè)部件合在一起以在力的作用下密封。從部件離開加熱工具到將它們放在一起的時(shí)間稱為“打開時(shí)間”(或者,在某些情況下,“轉(zhuǎn)換”)。盡可能減少開放時(shí)間至關(guān)重要。開放時(shí)間越長,部件上的半熔融焊肋就越需要冷卻。如果焊縫冷卻時(shí)間過長,它們會(huì)在其表面開始形成表皮,從而抑制兩個(gè)部件上的半熔融材料混合并形成強(qiáng)焊縫。取而代之的是,兩個(gè)熔融邊緣可以以較小的振幅一起以較小的力振動(dòng),以獲得強(qiáng)大且更緊湊的焊接。因此,熱和密封階段之間的過渡必須快速有效。
4.密封力不足
當(dāng)兩種組分在加熱后聚集在一起時(shí),施加到半熔融材料上的力使得來自兩半的材料混合并焊接。為了使汽車更輕,更省油,汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。但是,如果施加的力不足,材料將不能充分混合,這會(huì)導(dǎo)致焊接不良。另一方面,如果施加太大的力,則所有半熔融材料將被擠出焊接區(qū)域,在每一側(cè)僅留下冷材料,從而防止強(qiáng)烈的材料結(jié)合。
超聲波焊接的工作原理
超聲波焊接的基本過程可以通過以下步驟來描述:
1.待焊接的部件放置在鐵砧或夾具中。
2.喇叭接觸待焊接的部件。
3.施加壓力以使喇叭與焊接材料接觸并將它們保持在一起。
4.喇叭提供超聲波振動(dòng)來加熱材料。振動(dòng)上下或左右移動(dòng)不到一毫米。
5.材料焊接在一起。
6.喇叭縮回,焊接材料可從鐵砧上取下。
焊接時(shí)間,施加的壓力和溫度由焊接設(shè)備內(nèi)的計(jì)算機(jī)或微處理器控制。一些在15kHz下工作,這在技術(shù)上不在超聲波范圍內(nèi),但仍被認(rèn)為是超聲波焊接。在焊接過程中實(shí)際發(fā)生的事情取決于材料的性質(zhì)。在金屬中,超聲波振動(dòng)平行于材料平面?zhèn)鬟f。摩擦熱使金屬表面的溫度升高到熔化溫度的約三分之一,但不會(huì)熔化金屬。相反,熱量從表面去除金屬氧化物和薄膜。這允許金屬原子在兩個(gè)表面之間移動(dòng)并形成將金屬保持在一起的鍵。
在塑料的情況下,振動(dòng)垂直于材料的平面,并且摩擦熱使溫度升高到足以熔化塑料。塑料分子混合在一起形成鍵。冷卻后,塑料表面焊接在一起。焊接時(shí)間可以變化,但焊接可以在短至0.25秒內(nèi)形成。
超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率(通常為20,30或40 kHz),用于將材料保持在一起的壓力,以及超聲波應(yīng)用的時(shí)間(分?jǐn)?shù)秒到超過一秒)。
超聲波焊接與傳統(tǒng)方法相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如,相對(duì)于其他方法,焊接在低溫下發(fā)生。因此,制造商不需要消耗大量的燃料或其他能量來達(dá)到高溫。這使得該過程更便宜。它也更快更安全。
該過程在幾秒到幾秒內(nèi)發(fā)生。通過控制焊接過程的力,振幅和穿透力,振動(dòng)焊接使您可以在組件和材料方面實(shí)現(xiàn)卓越的多功能性。因此,它可以比其他方法更快地完成。事實(shí)上,它可以比膠水更好,更快地粘合塑料。例如,汽車中的新智能鑰匙中有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器芯片。汽車只能在感應(yīng)到芯片時(shí)啟動(dòng)。為了制作鑰匙,金屬鑰匙坯的一端和芯片放入塑料頂部的一半。另一半放在它們上面并粘合到基部的一半。這種粘合通常用膠水完成,這需要時(shí)間來固化。在不到一秒的時(shí)間內(nèi),可以使用超聲波焊接完成相同的任務(wù)。
后,超聲波焊接與相同材料的傳統(tǒng)焊接一樣堅(jiān)固耐用 - 這只是該方法用于汽車制造的原因之一。為了使汽車更輕,更省油,汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。與傳統(tǒng)焊接相比,超聲波焊接可用于在更短的時(shí)間內(nèi)和更低的溫度下粘合金屬。
塑膠件材料對(duì)超聲波焊接的影響
1.超聲波在塑料件中傳播,塑料件或多或少對(duì)超聲波能量有吸收和衰減,從而對(duì)超聲加工效果產(chǎn)生一定的影響,塑料一般有非晶體材料之分,按硬度有硬膠和軟膠之分,還有模數(shù)的區(qū)分,通俗地來說,硬度高,低熔點(diǎn)的塑料超聲加工性能優(yōu)于硬度低、高熔點(diǎn)的塑料。通過包含預(yù)熱表面角度可以增加到20?,從而可以輕松焊接具有更復(fù)雜幾何形狀的零件。因此,這就牽涉到超聲波加工距離的遠(yuǎn)近問題
2.塑料件的加工條件對(duì)超聲焊接的影響,塑料件經(jīng)過注塑、擠壓或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工條件都會(huì)形成對(duì)超聲焊接產(chǎn)生一定影響的因素。
A、濕度缺陷:濕度缺陷一般在制作有條紋或疏松的塑料件過程中形成,濕度缺陷在焊接中衰減有 能量,使密封位滲水,加長焊接時(shí)間,所以濕度高的塑料件在焊接前要作烘干處理。如聚甲醛等。
B、注塑過程的影響:注塑過程參數(shù)的調(diào)整會(huì)引致如下缺陷:①尺寸變化(收縮、彎曲變形)②重量變化③表面損傷④統(tǒng)一性不佳
C、保存期:塑膠件注塑加工出來后,一般少放置24小時(shí)后,再進(jìn)行焊接,以消除塑料件本身應(yīng)力、變形等因素。無定形塑料通過注塑出來的塑料件可不按此要求。
D、再生塑料:再生塑料的強(qiáng)度比較差,對(duì)超聲波焊接適應(yīng)性也較差,所以如用再生塑料,各種設(shè)計(jì)尺寸均要酌情加以考慮。
E、脫模劑和雜質(zhì):脫模劑和雜質(zhì)對(duì)超聲波焊接有一定的影響。雖然超聲波加工時(shí)可將加工表面的溶劑、雜質(zhì)等震開,但對(duì)于要求密封、或在高強(qiáng)度的情況下,應(yīng)盡可能去除。在有些情況下,先清洗塑料件是必要的。
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