材料對熱塑性塑料焊接響應的影響

　　密度

　　這表明與基本類型相比，是否存在大量添加劑，例如玻璃纖維（GF），玻璃球（GG），石棉，滑石等，它們會影響焊接響應。在大多數(shù)情況下，這些添加劑會增加密度。

　　根據(jù)溫度剪切模量G'和機械損耗因子Tanδ

　　從高G'或E剪切模量可以預期有利的焊接性能，該剪切模量在玻璃化轉變溫度下是恒定的。直至玻璃化轉變溫度（Tg）或直至熔化區(qū)（Tm）的剪切模量曲線顯著下降意味著機械損耗因子的增加并且在通向連接表面的途中導致聲波明顯衰減。在同一時間的機械損耗因數(shù)tanδ（衰減）應該低到玻璃化轉變溫度和盡可能恒定。硬質無定形塑料在室溫下具有這些有利的性質。聲波被傳送到連接表面而沒有太多損失并轉換成熱量。大多數(shù)增強材料增加了剛度，因此剪切模量也提高了。

　　在未填充的熱塑性塑料的情況下，剪切模量也受到水分含量，結晶度和晶體取向以及自含應力的影響。在增強熱塑性塑料的情況下，這些影響也是有效的。

　　直至玻璃化轉變溫度（Tg）或直至熔化區(qū)（Tm）的剪切模量曲線顯著下降意味著機械損耗因子的增加并且在通向連接表面的途中導致聲波明顯衰減。合適的閃光陷阱是沿焊接接頭的凸緣或裙邊，有足夠的空間容納和隱藏焊接過程中產生的閃光。通常，在半結晶塑料的情況下，能量損失大于硬質無定形塑料的情況。與由無定形塑料制成的那些相比，在半結晶塑料的情況下，相同形狀的模制件通常需要更高的發(fā)電機功率輸出或更長的焊接周期和更高的振幅。通常，希望具有較短的焊接周期。

　　熔化熱量或熱量和特定熱量Cp

　　該值越高，特別是在玻璃化轉變溫度或熔化范圍內，在連接區(qū)域中塑化材料所需的能量越大。這意味著更長的焊接周期或必要時更強大的超聲波焊接裝置，后者是優(yōu)選的。

　　熔化范圍或熱塑性范圍

　　必須通過選擇合適的焊接參數(shù)來保證連接區(qū)域的加熱超過熔化范圍。

　　聲速

　　合成材料中的聲速是溫度控制的，并且在模制件用作聲導體時是重要的，例如在遠場焊接中。

　　熔體粘度

　　塑料熔體的粘度（例如，由MFI，熔體流動指數(shù)表示）影響焊接響應。

　　以低MFI為特征的高分子粘性塑料通常需要更多的能量來熔化。這意味著更長的焊接周期或者超聲波焊接設備的更高功率輸出是必要的。

　　具有低熔體粘度的塑料，其特征在于高MFI，熔化更快。在這種情況下，熔融材料會突然離開連接區(qū)域。為避免這種情況，焊接壓力，焊接周期，振幅，觸發(fā)和連接區(qū)域的設計應特別小心。

　　大多數(shù)增強和填充材料增加了熔體粘度，即熔融材料更粘稠。少量的一些填料，例如云母和滑石，降低了熔體粘度，熔融材料更易移動并且流動更快。

　　增強材料，填充材料和其他添加劑

　　增強材料：

　　玻璃纖維，玻璃球，碳纖維，滑石，石棉等。

　　填充材料：

　　木粉，白堊和其他礦物和有機填充材料。

　　其他添加劑

　　穩(wěn)定劑，潤滑劑，染料，軟化劑，阻燃添加劑，抗靜電涂料等

　　。這些添加劑的性質和數(shù)量會影響焊接響應和焊接效果。應相應調整模制件的結構和焊接條件。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。

?超聲波焊接后，內部零件破壞

超聲波焊接后，內部零件破壞

解決方案：

1、提早超聲波發(fā)振時間（避免接觸發(fā)振）。

2、降低壓力、減少超聲波焊接時間（降低強度標準）。

3、減少機臺功率段數(shù)或小功率機臺。

4、降低超聲波模具擴大比。

5、底模受力處墊緩沖橡膠。

6、底模與制品避免懸空或間隙。

7、HORN（上模）掏孔后重測頻率。

8、上模掏孔后貼上富彈性材料。

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超聲波焊接接口類型簡介

正確的接口設計對成功進行超聲波焊接非常重要。超聲波焊接一般都要求熔接口要小，接觸面要統(tǒng)一。接口設計取決于焊接的材料，焊件的形狀以及焊件要求等因素。通常連接的三角形狀部分會聚集超聲能量，并快速融化形成焊接面。

為取得較好效果，人們已經開發(fā)出多種接口形式，但歸結起來主要有三種類型：對接接口、剪切接口和斜接接口，其它形式的接口均是在此基礎上改進后的產物。

(1)帶能量導向楔(Wedge-Shapes Energy Director)的對接接口(Butt Joint)適用于焊接非結晶性塑料，而對半結晶性塑料，其焊接質量欠佳。由于超聲波工具主要是在定制的基礎上進行的，因此更換工具可能是一個問題，但如果您的生產停止，我們將始終優(yōu)先考慮任何工具，以盡量減少任何中斷。由于半結晶性塑料在熔融狀態(tài)的流動溫度范圍比較窄，能量導向楔在熔化后又會很快 固化，難于鋪展到整個對接接口表面，導致只能在能量導向楔的附近形成焊縫，焊接強度很低。

(2)剪切接口(Shear Joint)是焊接半結晶性塑料較有效的接口形式。在焊接過程中，初期接觸的局部物料熔化，然后熔化在兩部件過盈部分(Interference)的物料間連續(xù)不斷地進行，在壓力作用下，兩部件沿著側壁套進而連接在一起。與固定焊接機不同，設置手工焊接工作不涉及預編程焊接參數(shù)或安裝復雜機械。這種接口形式同樣適用于非結晶性塑料，且較適用于圓柱形部件，并能形成強度很高的氣密性焊接。

(3)斜接接口(Scarf Joint)也適用于半結晶性塑料，這是因為熔化過程發(fā)生在整個接口表面，不涉及熔融塑料的流動。常用于上端是薄壁部件的場合，接口為環(huán)形或橢圓形輪廓的部件，以避免在斜接拐角處出現(xiàn)配合及接觸問題。

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