产品焊接面的形状对超声波焊接效果的影响

焊接面形状对超声波焊接质量的影响

    常用的平面搭接方式由于两工件在压力作用下紧密接触，熔化材料没有足够的流延空问，在不能流延的地方形成了应力集中区域，应力集中会严重影响焊接接头强度，而且此方法容易导致焊接材料分解、脆化、氧化，从而影响焊接质量。

超声波导能筋的影响

       导能筋用来增加能量传递，能够提高焊接强度，缩短焊接时间，降低边缘应力集中，但是导能筋制作困难，成本较高。

导能筋主要有三角形、矩形和半圆型三种形式。

     　对聚乙烯、ABS树脂、30％玻璃纤维增强PP研究发现。焊接接头强度最大的是半圆型导能筋、矩形导能筋次之、三角形导能筋最小。

　　超声波焊接纯的PP和10％玻璃纤维增强PP时，发现使用三角形导能筋的焊接接头强度较大，这是由于纯PP和10％玻璃纤维增强PP的硬度不够，在压力作用下导能筋变形所致。其中三角形导能筋的角度会影响焊接质量，超声波焊接PVC材料，发现采用9O度导能筋的焊口形式比较合理，焊接质量能够保证。

连接层材料的影响

      连接层材料能够吸收超声波，提高焊接接头材料的软化和熔融程度，能够焊接取向材料以及不同类型的高分子材料。

      取向聚丙烯在超声波焊接过程中使用了熔融指数为0．03～30的五种连接层材料，使用低熔融指数的连接层材料，接头材料的峰值温度高，焊接区域有很大变化；使用高熔融指数的连接层材料时，焊接区域尺寸变化小，可以形成均匀透明的焊接接头。

      连接层材料的引入能够扩大工艺参数的选择范围，但轻微地降低了焊接后剪切强度，而且增加了剪切强度值的分散程度，在焊接区域边缘容易出现飞边，造成焊接外观质量不佳。

同种塑料材料的超声波焊接

      超声波焊接机工艺复杂，焊接质量受众多因素影响，对材料进行焊接时应考虑：

1.可焊性，低熔点、高表面摩擦系数的材料可得到较优焊接质量，在适宜的工艺参数下，增强材料加入能够提高焊接质量。

2.超声波的振幅、焊接时间、焊接压力是影响焊接质量的主要工艺参数，得到较佳焊接质量的三个工艺参数都存在一定的范围。

3.在焊接界面引入导能筋和连接层能够提高焊接强度，使用导能筋能够连接高熔点的热塑性聚合物，使用连接层能够使取向材料及不同类型材料进行焊接。

不同塑料的超声波焊接

     随着多种不同特性的塑料之间相互连接需要的增加，需要在以下几个方面加强超声波焊接技术的研究：

(1)深入研究焊接区域的状态，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；

(2)进一步完善塑料超声波焊接质量的检测手段，尤其是完善实时跟踪监测方法；

(3)利用有限元法模拟焊接过程焊接区域温度、应力变化规律，为实验起指导作用；

(4)研究新的导能机构和连接层材料，扩大焊接技术的应用范围；

(5)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。