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發(fā)布時(shí)間：2021-04-24 11:51
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材料對(duì)熱塑性塑料焊接響應(yīng)的影響
密度
這表明與基本類(lèi)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(huì)影響焊接響應(yīng)。在大多數(shù)情況下，這些添加劑會(huì)增加密度。
根據(jù)溫度剪切模量G'和機(jī)械損耗因子Tanδ
從高G'或E剪切模量可以預(yù)期有利的焊接性能，該剪切模量在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下是恒定的。在同一時(shí)間的機(jī)械損耗因數(shù)tanδ（衰減）應(yīng)該低到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和盡可能恒定。幸運(yùn)的是，在諾宇，我們?cè)谕耆獵NC操作工具室內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)制造所有工具，因此我們經(jīng)常可以比任何競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更快地轉(zhuǎn)向工具。硬質(zhì)無(wú)定形塑料在室溫下具有這些有利的性質(zhì)。聲波被傳送到連接表面而沒(méi)有太多損失并轉(zhuǎn)換成熱量。大多數(shù)增強(qiáng)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(jié)晶度和晶體取向以及自含應(yīng)力的影響。在增強(qiáng)熱塑性塑料的情況下，這些影響也是有效的。
直至玻璃化轉(zhuǎn)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(jī)械損耗因子的增加并且在通向連接表面的途中導(dǎo)致聲波明顯衰減。通常，在半結(jié)晶塑料的情況下，能量損失大于硬質(zhì)無(wú)定形塑料的情況。一旦您的系統(tǒng)安裝完畢，超聲波焊接站只需要進(jìn)行基本的例行檢查，以保持良好的工作狀態(tài)。與由無(wú)定形塑料制成的那些相比，在半結(jié)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(jī)功率輸出或更長(zhǎng)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(zhuǎn)變溫度或熔化范圍內(nèi)，在連接區(qū)域中塑化材料所需的能量越大。這意味著更長(zhǎng)的焊接周期或必要時(shí)更強(qiáng)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(guò)選擇合適的焊接參數(shù)來(lái)保證連接區(qū)域的加熱超過(guò)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(dǎo)體時(shí)是重要的，例如在遠(yuǎn)場(chǎng)焊接中。
熔體粘度
塑料熔體的粘度（例如，由MFI，熔體流動(dòng)指數(shù)表示）影響焊接響應(yīng)。
以低MFI為特征的高分子粘性塑料通常需要更多的能量來(lái)熔化。這意味著更長(zhǎng)的焊接周期或者超聲波焊接設(shè)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M(jìn)FI，熔化更快。在這種情況下，熔融材料會(huì)突然離開(kāi)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(shè)計(jì)應(yīng)特別小心。
大多數(shù)增強(qiáng)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(dòng)并且流動(dòng)更快。
增強(qiáng)材料，填充材料和其他添加劑
增強(qiáng)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(jī)填充材料。
其他添加劑
穩(wěn)定劑，潤(rùn)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(zhì)和數(shù)量會(huì)影響焊接響應(yīng)和焊接效果。應(yīng)相應(yīng)調(diào)整模制件的結(jié)構(gòu)和焊接條件。
臺(tái)州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造及銷(xiāo)售為一體的技術(shù)服務(wù)性實(shí)體公司。
振動(dòng)-振幅-頻率
在超聲波焊接過(guò)程中，將具有確定的振幅，力和持續(xù)時(shí)間的機(jī)械振動(dòng)施加到待焊接的材料上。由于分子間和表面摩擦，產(chǎn)生熱量并使材料熔化。
超聲波焊接系統(tǒng)的核心是堆疊。它由壓電轉(zhuǎn)換器，增強(qiáng)器（振幅變換器）和超聲波發(fā)生器組成。堆棧隨著超聲頻率收縮和擴(kuò)展。產(chǎn)生的振動(dòng)是縱波。焊接工具的行程，即峰值位置和零位置之間的距離，被稱(chēng)為振幅-在超聲波焊接中，振幅在5和50μm之間。
根據(jù)作為材料特性的聲速和頻率計(jì)算波長(zhǎng)λ。
振幅的定義
幅度a定義為振蕩幅度的一半，即從零到峰值。
單位：千分尺[μm]
頻率的定義
頻率f是每單位時(shí)間的周期數(shù)
單位：赫茲[赫茲]
波長(zhǎng)的定義
波長(zhǎng)l（λ）是沿波的兩個(gè)相等狀態(tài)之間的距離。
單位：毫米[mm]
超聲波發(fā)生器運(yùn)動(dòng)的示意圖
?超聲波焊接后，發(fā)現(xiàn)變形扭曲
超聲波焊接后，發(fā)現(xiàn)變形扭曲
解決方案：
1、降低壓力（壓力在2kg以下）。
2、減少超聲波焊接時(shí)間（降低強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)）。
3、增加硬化時(shí)間（至少0.8秒以上）。
4、分析超聲波上下模是否可局部調(diào)整（非必要時(shí)）。
5、分析產(chǎn)品變形主因，予以改善。
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超聲波工作原理
頻率高于人的聽(tīng)覺(jué)上限（約為20000赫）的聲波，稱(chēng)為超聲波，或稱(chēng)為超聲。
超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽(tīng)聲波的規(guī)律并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長(zhǎng)很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽(tīng)聲波比較，超聲波具有許多奇異特性：傳播特性──超聲波的波長(zhǎng)很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長(zhǎng)大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長(zhǎng)越短，這一特性就越顯著。通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)能源聚焦能源總監(jiān)（ED）超聲波發(fā)生器設(shè)計(jì)鐵砧輪廓的輪廓由于關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)的變化，能量聚焦的可能性。功率特性──當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，推動(dòng)空氣中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用──當(dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，由于液體微粒的劇烈振動(dòng)，會(huì)在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會(huì)使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間這種劇烈的相互作用，會(huì)使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）乳化，并且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱(chēng)為超聲波的空化作用。
我們知道正確的波的物理定義是：振動(dòng)在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個(gè)條件：一是振動(dòng)源，二是傳播介質(zhì)。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。波的分類(lèi)一般有如下幾種：一是根據(jù)振動(dòng)方向和傳播方向來(lái)分類(lèi)。當(dāng)振動(dòng)方向與傳播方向垂直時(shí)，稱(chēng)為橫波。當(dāng)振動(dòng)方向與傳播方向一致時(shí)，稱(chēng)為縱波。二是根據(jù)頻率分類(lèi)，我們知道人耳敏感的聽(tīng)覺(jué)范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個(gè)范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個(gè)范圍的波叫做次聲波，超過(guò)這個(gè)范圍的波叫超聲波。
波在物體里傳播，主要有以下的參數(shù)：一是速度V，二是頻率F，三是波長(zhǎng)λ。三者之間的關(guān)系如下：V=F.λ。通過(guò)評(píng)估這些情景，您可以開(kāi)始識(shí)別可能導(dǎo)致焊接部件不一致的問(wèn)題。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長(zhǎng)也就不同。另外，還需要考慮的一點(diǎn)就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠(yuǎn)，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬于考慮范圍。
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