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熱板焊接時人們常犯的4個錯誤
1.不接觸整個熔化肋(不正確的熔化零點)
為了有效地將熱量傳遞到塑料部件中,熔體肋必須與加熱的工具完全接觸。加熱工具剛剛與焊接肋表面上的每個點接觸的位置稱為熔化零點。如果設(shè)定了不正確的熔體零位置,則預(yù)期焊接表面的一部分將不會吸收足夠的熱量以完全熔化和粘合。這種情況導(dǎo)致我們稱之為“冷焊”。為避免這種情況,進行熔體測試(僅熔化,無密封階段),然后檢查部件,確保整個熔體肋表面顯示出與加熱工具接觸的跡象。當您投資高質(zhì)量的超聲波設(shè)備時,您不僅要投資于您的直接項目,還要投資未來需要多年無問題的機器。如果熔化肋的部分沒有顯示熔化跡象,則調(diào)整熔體零位,直到它們?yōu)橹埂?
2.熔體停留時間不足
為了形成強焊接,熱量需要滲透到塑料焊接肋中以允許材料流動并與來自組件的另一半的軟化材料結(jié)合。通過編程的熔體停留時間控制該熱深度。如果熔體停留時間太短,則熱量不會深深地浸入焊縫中,并導(dǎo)致冷,弱焊接。檢查夾具是否有任何磨損或無支撐部分,并確保零件不能在焊接接頭處移動或未對準。相反,如果允許材料吸收過多的熱量(通過長的熔化停留時間),則將難以施加足夠的力來實現(xiàn)強焊接。
3.開放時間太長(轉(zhuǎn)換)
一旦塑料部件被加熱,工具將縮回,然后將兩個部件合在一起以在力的作用下密封。從部件離開加熱工具到將它們放在一起的時間稱為“打開時間”(或者,在某些情況下,“轉(zhuǎn)換”)。盡可能減少開放時間至關(guān)重要。開放時間越長,部件上的半熔融焊肋就越需要冷卻。如果焊縫冷卻時間過長,它們會在其表面開始形成表皮,從而抑制兩個部件上的半熔融材料混合并形成強焊縫。取而代之的是,兩個熔融邊緣可以以較小的振幅一起以較小的力振動,以獲得強大且更緊湊的焊接。因此,熱和密封階段之間的過渡必須快速有效。
4.密封力不足
當兩種組分在加熱后聚集在一起時,施加到半熔融材料上的力使得來自兩半的材料混合并焊接。為了使汽車更輕,更省油,汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。但是,如果施加的力不足,材料將不能充分混合,這會導(dǎo)致焊接不良。另一方面,如果施加太大的力,則所有半熔融材料將被擠出焊接區(qū)域,在每一側(cè)僅留下冷材料,從而防止強烈的材料結(jié)合。
超聲波焊接的工作原理
超聲波焊接的基本過程可以通過以下步驟來描述:
1.待焊接的部件放置在鐵砧或夾具中。
2.喇叭接觸待焊接的部件。
3.施加壓力以使喇叭與焊接材料接觸并將它們保持在一起。
4.喇叭提供超聲波振動來加熱材料。振動上下或左右移動不到一毫米。
5.材料焊接在一起。
6.喇叭縮回,焊接材料可從鐵砧上取下。
焊接時間,施加的壓力和溫度由焊接設(shè)備內(nèi)的計算機或微處理器控制。一些在15kHz下工作,這在技術(shù)上不在超聲波范圍內(nèi),但仍被認為是超聲波焊接。在焊接過程中實際發(fā)生的事情取決于材料的性質(zhì)。在金屬中,超聲波振動平行于材料平面?zhèn)鬟f。摩擦熱使金屬表面的溫度升高到熔化溫度的約三分之一,但不會熔化金屬。相反,熱量從表面去除金屬氧化物和薄膜。這允許金屬原子在兩個表面之間移動并形成將金屬保持在一起的鍵。
在塑料的情況下,振動垂直于材料的平面,并且摩擦熱使溫度升高到足以熔化塑料。塑料分子混合在一起形成鍵。冷卻后,塑料表面焊接在一起。焊接時間可以變化,但焊接可以在短至0.25秒內(nèi)形成。
超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率(通常為20,30或40 kHz),用于將材料保持在一起的壓力,以及超聲波應(yīng)用的時間(分數(shù)秒到超過一秒)。
超聲波焊接與傳統(tǒng)方法相比具有許多優(yōu)點。例如,相對于其他方法,焊接在低溫下發(fā)生。因此,制造商不需要消耗大量的燃料或其他能量來達到高溫。這使得該過程更便宜。它也更快更安全。
該過程在幾秒到幾秒內(nèi)發(fā)生。通過控制焊接過程的力,振幅和穿透力,振動焊接使您可以在組件和材料方面實現(xiàn)卓越的多功能性。因此,它可以比其他方法更快地完成。事實上,它可以比膠水更好,更快地粘合塑料。例如,汽車中的新智能鑰匙中有一個轉(zhuǎn)發(fā)器芯片。汽車只能在感應(yīng)到芯片時啟動。為了制作鑰匙,金屬鑰匙坯的一端和芯片放入塑料頂部的一半。另一半放在它們上面并粘合到基部的一半。這種粘合通常用膠水完成,這需要時間來固化。在不到一秒的時間內(nèi),可以使用超聲波焊接完成相同的任務(wù)。
后,超聲波焊接與相同材料的傳統(tǒng)焊接一樣堅固耐用 - 這只是該方法用于汽車制造的原因之一。為了使汽車更輕,更省油,汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。與傳統(tǒng)焊接相比,超聲波焊接可用于在更短的時間內(nèi)和更低的溫度下粘合金屬。
塑膠件材料對超聲波焊接的影響
1.超聲波在塑料件中傳播,塑料件或多或少對超聲波能量有吸收和衰減,從而對超聲加工效果產(chǎn)生一定的影響,塑料一般有非晶體材料之分,按硬度有硬膠和軟膠之分,還有模數(shù)的區(qū)分,通俗地來說,硬度高,低熔點的塑料超聲加工性能優(yōu)于硬度低、高熔點的塑料。通過包含預(yù)熱表面角度可以增加到20?,從而可以輕松焊接具有更復(fù)雜幾何形狀的零件。因此,這就牽涉到超聲波加工距離的遠近問題
2.塑料件的加工條件對超聲焊接的影響,塑料件經(jīng)過注塑、擠壓或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工條件都會形成對超聲焊接產(chǎn)生一定影響的因素。
A、濕度缺陷:濕度缺陷一般在制作有條紋或疏松的塑料件過程中形成,濕度缺陷在焊接中衰減有 能量,使密封位滲水,加長焊接時間,所以濕度高的塑料件在焊接前要作烘干處理。如聚甲醛等。
B、注塑過程的影響:注塑過程參數(shù)的調(diào)整會引致如下缺陷:①尺寸變化(收縮、彎曲變形)②重量變化③表面損傷④統(tǒng)一性不佳
C、保存期:塑膠件注塑加工出來后,一般少放置24小時后,再進行焊接,以消除塑料件本身應(yīng)力、變形等因素。無定形塑料通過注塑出來的塑料件可不按此要求。
D、再生塑料:再生塑料的強度比較差,對超聲波焊接適應(yīng)性也較差,所以如用再生塑料,各種設(shè)計尺寸均要酌情加以考慮。
E、脫模劑和雜質(zhì):脫模劑和雜質(zhì)對超聲波焊接有一定的影響。雖然超聲波加工時可將加工表面的溶劑、雜質(zhì)等震開,但對于要求密封、或在高強度的情況下,應(yīng)盡可能去除。在有些情況下,先清洗塑料件是必要的。
臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)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(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。