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超聲波塑料焊接工藝參數(shù)說明及其對(duì)接頭性能的影響

2022-03-05 11:58
焊接頻率：焊頭超聲振動(dòng)的頻率
對(duì)接頭性能的影響：焊點(diǎn)強(qiáng)度隨頻率的增加而增大，但頻率越高，其能驅(qū)動(dòng)的振幅越小，焊頭尺寸也越小。當(dāng)焊機(jī)選定后，焊接頻率一般是固定的，其范圍一般為15～70kHz，其中最為廣泛使用的焊接頻率是20kHz。

振幅：焊頭超聲振動(dòng)的幅值
對(duì)接頭性能的影響：振幅過小，無(wú)法形成焊接接頭；振幅太大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的氣孔缺陷。在適當(dāng)范圍內(nèi)，振幅越大焊點(diǎn)強(qiáng)度越高，所需焊接時(shí)間越短。

觸發(fā)壓力：焊頭開始進(jìn)行超聲振動(dòng)的起始?jí)毫?/strong>
對(duì)接頭性能的影響：觸發(fā)壓力可以作為焊接參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，過低的觸發(fā)壓力會(huì)導(dǎo)致焊頭/工件、工件/工件的接觸不緊密，影響振動(dòng)傳播；過大的觸發(fā)壓力可能引起焊機(jī)功率過載報(bào)警。

焊接壓力：焊接過程中通過焊頭施加給工件的壓力，目的是使工件的結(jié)合面得到良好的接觸
對(duì)接頭性能的影響：焊接壓力對(duì)接頭強(qiáng)度的影響存在爭(zhēng)議，如一些研究指出接頭強(qiáng)度隨壓力的增大而下降，部分研究認(rèn)為接頭強(qiáng)度隨焊接壓力的增加呈先增大后下降的趨勢(shì)，也有研究認(rèn)為壓力對(duì)接頭強(qiáng)度影響不大。此外，對(duì)于焊接壓力的作用也有爭(zhēng)議，有文獻(xiàn)認(rèn)為壓力越大，產(chǎn)熱越少；有文獻(xiàn)認(rèn)為壓力越大，產(chǎn)熱越多。比較一致的觀點(diǎn)是增大焊接壓力，可以縮短焊接時(shí)間。

焊頭下降速度：焊頭在焊接過程的下降速度
對(duì)接頭性能的影響：焊機(jī)，下降速度可以作為焊接參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)定。通常，下降速度越快，焊接時(shí)間越短，焊接效率提高，但焊機(jī)過載風(fēng)險(xiǎn)增大

焊接能量：超聲波焊接過程中由壓電陶瓷輸出的總能量
對(duì)接頭性能的影響：過小的能量導(dǎo)致材料熔化不足，過高的能量導(dǎo)致材料分解；過高的焊接能量還會(huì)導(dǎo)致焊頭壓痕增加，因此焊接能量應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)

焊接時(shí)間：超聲波作用于工件的時(shí)間
對(duì)接頭性能的影響：過短或過長(zhǎng)的焊接時(shí)間都會(huì)導(dǎo)致接頭性能下降，故焊接時(shí)間也應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)

維持時(shí)間：超聲波停止作用后繼續(xù)向工件施加壓力的時(shí)間，也稱保壓時(shí)間
對(duì)接頭性能的影響：在一定范圍內(nèi)隨著維持時(shí)間的增長(zhǎng)，工件接觸界面分子鏈的擴(kuò)散與纏結(jié)更加充分，接頭質(zhì)量會(huì)隨之提高。但是相比與其它工藝參數(shù)，維持時(shí)間對(duì)焊接質(zhì)量的影響并不顯著，考慮到生產(chǎn)效率，維持時(shí)間不宜過長(zhǎng)。

焊頭位移：焊頭從超聲振動(dòng)開始到結(jié)束所行進(jìn)的位移，也稱相對(duì)深度
對(duì)接頭性能的影響：焊頭位移越小，焊頭對(duì)材料表面的損傷程度越小。焊頭位移也可以進(jìn)行人為設(shè)定 。