超聲波焊接的步驟

超聲波焊接的詳細(xì)步驟如圖所示：（超聲波焊接的詳細(xì)步驟）

步：兩個(gè)焊接塑膠件先后被放置在焊接夾具中。

第二步：焊頭下移，接觸上部塑膠件。

第三步：壓力通過焊頭，把兩個(gè)塑膠件件壓緊。

第四步：焊頭以15千赫茲或20千赫茲每秒的頻率垂直振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)能量傳導(dǎo)到兩個(gè)塑膠件的初始接觸區(qū)域，劇烈摩擦產(chǎn)生熱能，當(dāng)焊接界面的溫度達(dá)到塑料的熔點(diǎn)后，塑料熔化并流動(dòng)，振動(dòng)停止，這一段時(shí)間稱為熔化時(shí)間。

第五步：繼續(xù)保持壓力一段時(shí)間直到熔化的塑料冷卻并固化，這段時(shí)間稱為保壓時(shí)間。

第六步：一旦熔化的塑料固化，去除壓力，退回焊頭，兩個(gè)塑膠件熔合在一起，超聲波焊接過程完成。

塑料的超聲波焊接性能

塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時(shí)可熔化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化變硬而形成固體；但這種變化時(shí)不可逆的，當(dāng)重新受熱加壓時(shí)，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當(dāng)加熱形成固體后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅經(jīng)歷形態(tài)的變化，是可逆的；重新加熱和加壓時(shí)，能夠重新熔化并再次形成固體。4、采用預(yù)超聲波焊接方式，在與產(chǎn)品接觸前釋放超聲波，可減少脫位。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。

熱塑性塑料又分為無定形塑料和半結(jié)晶塑料，由于二者的分子結(jié)構(gòu)和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。

無定形塑料的分子結(jié)構(gòu)呈隨機(jī)分布，沒有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，其在一個(gè)很廣泛的溫度范圍內(nèi)逐步軟化、熔化和流動(dòng)；而不是一旦加熱到某個(gè)溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無定形塑料這種特性非常易于傳導(dǎo)超聲波振動(dòng)能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內(nèi)進(jìn)行超聲波焊接。由于動(dòng)力電池需求量的擴(kuò)大，在生產(chǎn)制作過程中對(duì)超聲波金屬焊接機(jī)的需求標(biāo)準(zhǔn)要求以及產(chǎn)能也不斷的擴(kuò)大，超聲波焊接技術(shù)核心技術(shù)競爭力已成為廠家耐以生存的特性，我們不斷研發(fā)新技術(shù)用來滿足動(dòng)力電池極耳的焊接。

半結(jié)晶塑料的分子結(jié)構(gòu)在局部呈規(guī)律性分布，有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，在溫度達(dá)到熔點(diǎn)之前，半結(jié)晶塑料始終保持著固態(tài)；當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，整個(gè)分子鏈立刻開始運(yùn)動(dòng)，并立即固化。無定形塑料和半結(jié)晶塑料的熔化過程區(qū)別如圖所示。

半結(jié)晶塑料呈規(guī)律性分布的分子結(jié)構(gòu)類似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動(dòng)能量，使得能量很難從焊頭傳導(dǎo)到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結(jié)晶塑料熔化。因此，相對(duì)于無定形塑料，半結(jié)晶塑料比較難焊接。為了使得半結(jié)晶塑料獲得較高的焊接質(zhì)量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設(shè)計(jì)、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。事實(shí)上超聲波焊接機(jī)換模后，超聲焊接機(jī)焊接效果不好、不達(dá)標(biāo)，基本都不是超聲波焊接機(jī)出現(xiàn)了問題，而是換模后，沒有正確調(diào)試導(dǎo)致的。無定形塑料和半結(jié)晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。

塑料焊接機(jī)技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用

汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經(jīng)受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料， 具有加工容易、快速的優(yōu)點(diǎn)。在車用塑料中，居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚21％、聚氨酯19．6％、聚12．2％、熱固性復(fù)合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。    塑料的連接是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。塑料可以通過機(jī)械緊固、粘接或焊接進(jìn)行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，不能形成密封接頭或獲得適當(dāng)?shù)男阅堋３暡ê附邮峭ㄟ^超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40KHz電能。粘接能獲得優(yōu)良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進(jìn)行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產(chǎn)。而熱風(fēng)塑料焊接經(jīng)濟(jì)、簡單、快捷、可靠，能形成靜態(tài)強(qiáng)度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產(chǎn)，在汽車工業(yè)獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。塑料焊接技術(shù)水平已經(jīng)成為了衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平及新材料開發(fā)水平的標(biāo)志之一。 汽車工業(yè)各種塑料焊接方法

      塑料的焊接局限于熱塑性塑料的焊接 ，因?yàn)橹挥袩崴苄运芰显诩訜釙r(shí)可以熔化或軟化，而熱固性塑料加熱時(shí)不能軟化和重熔。熱風(fēng)焊接類似于金屬的氧氣焊，只不過后者用明火前者用熱氣流加熱。熱氣焊過程中，來自焊槍（推薦使用LEISTER焊槍）中的熱氣流(典型的溫度為20-700°C, 連續(xù)調(diào)節(jié)，流速達(dá)230L／ min)同時(shí)對(duì)焊條和焊件加熱，當(dāng)材料表面軟化達(dá)到黏稠狀態(tài)時(shí)，焊條連續(xù)壓進(jìn)到焊縫中。 焊條材料完全與母材成份相同，通常是圓形的(直徑約5mm) ，焊接厚板時(shí)采用多焊道焊接。2）高周波熔接機(jī)工作原理是介質(zhì)材料在高頻電磁的作用下使物料內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫終達(dá)到焊接和熔接的目的。圓形焊條的一個(gè)缺點(diǎn)是在多焊道過程中空氣泡容易截留在焊縫中，造成強(qiáng)度降低，這個(gè)問題可以通過采用三角形截面焊條解決。可用熱風(fēng)焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風(fēng)焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性(靈活性)強(qiáng)，可用簡單的便攜式設(shè)備加工大型、復(fù)雜的零部件。

如何正確選擇塑料焊接機(jī)設(shè)備

塑料焊接大體有兩種方法：粘接和焊接。一般來講，粘接工藝生產(chǎn)效率低、不美觀，且膠粘劑都有一定的毒性；而焊接工藝相對(duì)來說生產(chǎn)、焊件美觀、焊接強(qiáng)度高，所以，塑料焊接工藝得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

       首先，要選取正確的可焊接的材料。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，只有分子結(jié)構(gòu)相同或相近的熱塑性塑料才能進(jìn)行焊接。在焊接面上是分子間的化學(xué)結(jié)合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動(dòng)的“雷達(dá)站”。同時(shí)，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質(zhì)量有很大的關(guān)系，它們改變了材料的物理特性。填充物含量超過 30% 時(shí)，由于表面塑料比例不足，分子間融合的不夠，會(huì)降低焊接密封性。

       其次還要根據(jù)材料種類和制品形狀、成本的的高低采取適當(dāng)?shù)暮附臃椒ā０此捎玫募訜彳浕绞降牟煌?，塑料焊接可分為通過外加熱源、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及電磁作用軟化等幾種。