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淺談超聲波機塑料焊接工藝研究進展

當代社會,塑料的各種制品,已滲透到人們日常生活的各個領域,同時也被廣泛應用到航空、船舶、汽車、電器、包裝、玩具、電子、紡織等行業。然而,由于注塑工藝等因素的限制,在相當一部分形狀複雜的塑料制品不能一次注塑成型,這就需要粘接,而沿用多年的塑料粘接和熱合工藝又相當落後,不僅效率低,且粘接劑還有一定的毒性,引起環境汙染和勞動保護等問題。傳統的這種工藝已不能適用現代塑料工業的發展需要,于是一種新穎的塑料加工技術——超聲波機塑料焊接以其高效、優質、美觀、節能等優越性脫穎而出。

超聲波點焊機焊接是一种固相焊接方法,焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时,既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂,也不消耗大量热源,具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此,随着热塑性塑料及其复合材料的广泛应用,超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。

超聲波機塑料焊接工艺前言

超声波塑料焊接工艺是从金属超声波焊接发展起来的。它一开始是由美国琼斯等人在 1950 年提出。

19 世纪 60 年代后,美国、日本、瑞士、英国、德国和前苏联开始在实际生产过程中使用这种技术。

超声波焊接原则上可以焊接所有的热塑性塑料。按照焊接技术特性的功能可以把高分子材料分为三类:( 1 )柔性材料,指软质、低弹性模量材料;( 2 )刚性材料,指高弹性模量和低机械振动阻尼因子材料,例如聚苯乙烯( PS )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )、聚酰胺( PA );( 3 )所有的高分子薄膜、高分子合成纤维、由薄膜和纤维组成的布。

由于熱塑性塑料的型號、性質不同,有時也會造成有的容易進行超聲焊接,有的則不易焊接。

塑料超聲波機焊接工艺研究进展

塑料超聲波機焊接机制复杂,焊接质量受众多因素影响。

對材料進行焊接時,首先要考慮焊接設備的選擇,高頻焊接設備能得到較優的焊接質量,其次考慮材料的其可焊性,低熔點、高表面摩擦系數的材料可得到較優焊接質量,加入適量的增強材料能夠提高焊接質量;第三,超聲波的振幅、焊接時間、焊接壓力是影響焊接質量的主要工藝參數,得到較佳焊接質量的三個工藝參數都存在一定的範圍。

隨著超聲波焊接技術在塑料連接領域中越來越多的應用,它逐漸受到塑料加工成型的工作者的重視。

但由于塑料超聲波焊接時間短,焊接機理複雜,焊接質量難以控制,限制了超聲波焊接工藝在塑料領域中的進一步使用。需要從以下幾個方面進一步加強超聲波焊接技術的研究:

1 )研究新型的焊接设备,研制具有高频率和高功率的焊接设备;

2 )深入研究不同材料焊接区域的状态,包括熔融区厚度、结晶度、取向程度、化学组分等,深入研究塑料超声波焊接技术的机理;

3 )针对不同材料进行焊接工艺的优化,建立焊接设备、工艺参数、常用材料的对应关系规律,减少实验次数,降低成本;

4 )进一步完善塑料超聲波點機焊接質量的檢測手段,尤其是發展完善實時跟蹤監測方法

隨著工業生産的需要,塑料焊接技術會得到更加廣泛的應用,也會有技術更爲先進、使用更爲方便的焊接技術出現。

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