正确的接口设计对成功进行超声波焊接非常重要。超声波焊接一般都要求熔接口要小,接触面要统一。接口设计取决于焊接的材料,焊件的形状以及焊件要求等因素。通常连接的三角形状部分会聚集超声能量,并快速融化形成焊接面。
为取得较好效果,人们已经开发出多种接口形式,但归结起来主要有三种类型:对接接口、剪切接口和斜接接口,其它形式的接口均是在此基础上改进后的产物。
(1)带能量导向楔(Wedge-Shapes Energy Director)的对接接口(Butt Joint)适用于焊接非结晶性塑料,而对半结晶性塑料,其焊接质量欠佳。由于半结晶性塑料在熔融状态的流动温度范围比较窄,能量导向楔在熔化后又会很快 固化,难于铺展到整个对接接口表面,导致只能在能量导向楔的附近形成焊缝,焊接强度很低。
(2)剪切接口(Shear Joint)是焊接半结晶性塑料较有效的接口形式。在焊接过程中,初期接触的局部物料熔化,然后熔化在两部件过盈部分(Interference)的物料间连续不断地进行,在压力作用下,两部件沿着侧壁套进而连接在一起。这种接口形式同样适用于非结晶性塑料,且较适用于圆柱形部件,并能形成强度很高的气密性焊接。
(3)斜接接口(Scarf Joint)也适用于半结晶性塑料,这是因为熔化过程发生在整个接口表面,不涉及熔融塑料的流动。常用于上端是薄壁部件的场合,接口为环形或椭圆形轮廓的部件,以避免在斜接拐角处出现配合及接触问题。
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振动焊接步骤
振动焊接过程有四个主要步骤:
1)摩擦阶段
这两个部件由升降平台和振动器组件一起购买,然后相互水平振动。这会在接触点产生热量。
2)过渡阶段
两个接头相遇的塑料开始熔化,产生进一步的热量。熔化的层变厚并且粘度增加。当粘度达到临界阶段时,接头之间的摩擦力降低,导致热量减少。然后,系统的压力导致两个接头之间的熔化材料交换,形成无缝结合。
3)加入阶段
一旦连接受到影响,关闭振动器组件,为***终的冷却阶段准备接头。当熔体速率变得等于熔化材料的向外流动时,就会发生这种情况,从而形成牢固且持久的粘合。
4)冷却阶段
对于焊接,两个接头必须在分子水平上熔化,因此冷却过程在一致的压力下进行,直到它完全固化。
通过控制焊接过程的力,振幅和穿透力,振动焊接使您可以在组件和材料方面实现***的多功能性。它可用于粘合几乎任何热塑性塑料,包括不同的材料。它还可以成功应用于从非常小到非常大的部件,使振动焊接适用于各种项目。
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