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超声波塑料焊接工艺参数说明及其对接头性能的影响

2022-09-29 11:58
焊接频率:焊头超声振动的频率
对接头性能的影响:焊点强度随频率的增加而增大,但频率越高,其能驱动的振幅越小,焊头尺寸也越小。当焊机选定后,焊接频率一般是固定的,其范围一般为15~70kHz,其中最为广泛使用的焊接频率是20kHz。

振幅:焊头超声振动的幅值
对接头性能的影响:振幅过小,无法形成焊接接头;振幅太大时,会产生较严重的气孔缺陷。在适当范围内,振幅越大焊点强度越高,所需焊接时间越短。

触发压力:焊头开始进行超声振动的起始压力
对接头性能的影响:触发压力可以作为焊接参数进行设定,过低的触发压力会导致焊头/工件、工件/工件的接触不紧密,影响振动传播;过大的触发压力可能引起焊机功率过载报警。

焊接压力:焊接过程中通过焊头施加给工件的压力,目的是使工件的结合面得到良好的接触
对接头性能的影响:焊接压力对接头强度的影响存在争议,如一些研究指出接头强度随压力的增大而下降,部分研究认为接头强度随焊接压力的增加呈先增大后下降的趋势,也有研究认为压力对接头强度影响不大。此外,对于焊接压力的作用也有争议,有文献认为压力越大,产热越少;有文献认为压力越大,产热越多。比较一致的观点是增大焊接压力,可以缩短焊接时间。

焊头下降速度:焊头在焊接过程的下降速度
对接头性能的影响:焊机,下降速度可以作为焊接参数进行人工设定。通常,下降速度越快,焊接时间越短,焊接效率提高,但焊机过载风险增大

焊接能量:超声波焊接过程中由压电陶瓷输出的总能量
对接头性能的影响:过小的能量导致材料熔化不足,过高的能量导致材料分解;过高的焊接能量还会导致焊头压痕增加,因此焊接能量应控制在合理范围内

焊接时间:超声波作用于工件的时间
对接头性能的影响:过短或过长的焊接时间都会导致接头性能下降,故焊接时间也应控制在合理范围内

维持时间:超声波停止作用后继续向工件施加压力的时间,也称保压时间
对接头性能的影响:在一定范围内随着维持时间的增长,工件接触界面分子链的扩散与缠结更加充分,接头质量会随之提高。但是相比与其它工艺参数,维持时间对焊接质量的影响并不显著,考虑到生产效率,维持时间不宜过长。

焊头位移:焊头从超声振动开始到结束所行进的位移,也称相对深度
对接头性能的影响:焊头位移越小,焊头对材料表面的损伤程度越小。焊头位移也可以进行人为设定 。
 
 

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