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影響超音波焊接的因素


     說起熱塑性塑料的可焊接力,不能不說到超音波焊接對各種樹脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結(jié)構(gòu),熔化溫度、柔韌性(硬度)等。 

        1、聚合物結(jié)構(gòu)
        非結(jié)晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動的溫度(Tg玻璃化溫度)。這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的焊接。
        半結(jié)晶型聚合物分子排列有序,有明顯的熔點(Tm熔化溫度)和再度凝固點。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的,能吸收部分高頻機械振動。所以此類聚合物是不 易于將超音波振動能量傳至壓合面,幫要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化熱度)才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài),這也決定 了這類材料熔點的明顯性,熔化的材料一旦離開熱源,溫度有所降低便會導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性(例如:高振幅、接合點的良好設(shè) 計、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備)才能取得超音波焊接的成功。 

        2、聚合物種類
        將單體結(jié)合在一起的過程稱為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類:熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟化和成型,基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變 化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波焊接的適應(yīng)性。熱固性材料是通過不可逆反的化學(xué)反應(yīng)生成的,再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化,所 以傳統(tǒng)上一直認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。 

        3、熔化溫度
        聚合物的熔點越高,其焊接所需的超音波能量越多。

        4、硬度(彈力系數(shù))
        材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的??偟恼f來,愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強。