1 超声波焊接设备
超声波焊接设备由超声波发生器,换能器,变幅杆,压力系统,焊头,零件工装夹具等组成。基于目前的技术水平,超声波发生器最大功率为5.6KW,塑胶零件焊接面积约为200mm(长)×200mm(宽)。塑胶零件越大,需要焊接的面积和周长就越大。过大的焊接面积往往导致超声波功率不足,影响焊接性能,如何提升焊接功率是关键因素。研究发现,可以通过采用多个超声波发生器来增加超声波功率,常见的有双头超声波焊接设备,上下振动式超声波焊接设备等,但这两种形式的超声波设备对夹紧零件的工装夹具定位要求高,特别是双头机型,两个焊头独立定位装配,与零件定位不容易匹配。外形复杂的塑胶零件,需要慎重考虑这种形式的超声波设备,因为它对焊头与定位夹具的平行度要求更高。
2 塑胶材料焊接特性对焊接的影响
分析塑胶材料的物理性能和机械性能决定了塑胶零件的超声波焊接可行性和焊接质量。对于焊接强度性能要求高的产品,需要谨慎考虑塑胶材料,尽量从塑胶材料物性表上筛选具有良好焊接性能的材料,以提高产品焊接质量及合格率。
3 塑胶原料的成分对焊接的影响
分析塑胶原料生产厂家为了满足不同的产品性能,需要针对某些特殊要求进行改性处理。改性塑胶提升了塑胶原料的特定性能,而对超声波焊接工艺也存在很大的影响。其他因素对塑胶材料超声波焊接性的影响:
(1)水分。塑胶材料中存在一定含量的水分。塑胶零件在注塑前一般进行高温干燥处理,以便更好的去除水分进行注塑成型,得到质量高稳定性好的零件。但是塑胶内部的水分不可能全部去除,在超声波焊接时,水分遇高温汽化,在焊缝处会留下残余水汽形成气孔,还可能对某些塑胶发生水解反应降解塑胶,大大降低焊接强度并降低焊接质量。因此,需要超声波焊接的零件,在注塑时需要尽量的做去除水分的处理。
(2)脱模剂。脱模剂常用于喷涂在模具模腔内,以利于注塑零件脱出模具。不可避免的脱模剂会转移到注塑的塑胶零件上。脱模剂耐热性能良好,耐温达300℃不发生碳化降解,性能稳定不与树脂发生反应;具有润滑性,转移到焊缝面上会减少摩擦,抑制了振动摩擦发热量;脱模剂在零件表面形成均匀薄膜阻碍树脂的熔接。为了获得良好的焊接性能,在超声焊接前,必须清洗去除零件焊接面处的脱模剂。
4 结语
由于超声波焊接的影响因素复杂多样,而且超声波本身焊接时间短,焊接后产品难于检测焊接质量,所以为获得高焊接强度和密封要求的合格产品,必须选择合适的超声焊接设备,合理的设计塑胶零件和焊接头的结构,根据塑胶原料的物性表慎重的选择塑胶原料的种类,通过调整焊接设备的焊接工艺参数,掌握超声波的焊接机理,更好地把这项工艺应用到塑胶产品上,提高产品的生产效率。