塑胶构件的焊接工艺_超声波
46页1、塑胶构件焊接工艺,结构件拆分与连接,产品设计要素: 功能 外观 材料 成型方法 质量控制方法 检测方法,结构件拆分与连接,塑胶结构件拆分要素: 功能 外观 材料 连接方法 质量控制方法 检测方法,结构件拆分与连接,塑胶结构件连接方式选择要素: 承受载荷的面积和大小 承受载荷的类型 几何形状 使用环境 可重复性、可靠性 期望寿命,螺丝连接 扣位连接 铆合连接 过盈连接 ,机械连接,粘接,胶粘 ,焊 接,激光焊接 感应焊接 接触(电 阻)焊接 热气焊接 挤出焊接 ,超声波焊接 热板焊接 旋转焊接 振动摩擦 焊接 高周波焊 接(PVC),塑胶构件连接种类,结构件拆分与连接,主要探讨塑胶焊接工艺: 超声波焊接 热板焊接 摩擦焊接 旋转焊接 振动摩擦焊接,结构件拆分与连接,超声波焊接,A、超声波焊接,A 超声波焊接,一、超声波焊接特点: 快捷、操作方便容易 焊接强度大、密封效果好 节能 工作环境干净,无需配置散烟、通风装置 成本低、效率高 适用范围广(可用于绝大多数热塑性聚合物),A 超声波焊接,把50/60Hz电能转换成一定频率的高频电能,把高频电能转换成机械振动能,增大机械振幅,能量集中器(
2、导融线)吸收振动能温升熔融,在压力下凝固接合,二、超声波焊接原理:,传递振动能,增大振幅、有效传递振动能,A 超声波焊接-超声波焊接原理,边缘一定范 围内存在的 横向振动,工件面上近乎垂直的振动,焊头发波示意图,A 超声波焊接,三、影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),聚合物结构 熔化温度 硬度(柔韧性) 化学结构 添加物,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),聚合物结构,非结晶聚合物 分子排列无序 有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度(Tg玻璃化温度) 能有效传输超音速振动 实现良好焊接的压力/振幅范围宽。,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),半结晶型聚合物 分子排列有序 有明显的熔点(Tm熔化温度)和再度凝固点 固态的结晶型聚合物富有弹性,能吸收部分高频机械振动 超声波振动传递效果较差 熔融材料易于迅速凝固,两种聚合物声波/振动传输效果比较,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),如要获得较为满意的焊接质量,相对非结晶聚合物,半结晶聚合物需要更高的振幅/能量。,所以,在设计半结晶性材料
3、构件的焊接时,必须注意这类材料的特殊性。 在构件的结构,强度、刚性、焊口结构、超声模头的有效接触及夹具要求等设计方面需特别关注,才能取得超声波焊接的成功。,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),熔化温度,聚合物的熔点越高,其焊接所需的超音波能量越多,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),硬度(柔韧性),材料的硬度大小影响了超声波振动的传输效果。 硬度越大,其传输超声波的效果越好(焊接性越好)。,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),化学结构,热塑性与热固性 热塑性聚合物: 线型高分子,受热情况下分子间可互相移动(流动)。此类聚合物可以在加热时熔融。可用于超声焊接。 热固性聚合物: 交联型高分子,受热情况下分子不会产生流动(相对滑移)。故加热时,不会熔融。此类聚合物不能用于超声焊接。,A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),添加物,常用填充物: 玻璃纤维(GF)、矿物粉末(滑石粉TALC),A 超声波焊接-影响塑件焊接质量的因素(可焊接性),对焊接性影响: 据资料记载: 非结晶型聚合物加入填充物不影响焊接性。 半结晶型聚合物: 加入量
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