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塑料的超声波焊接性能

塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料可塑但不可逆。次加热时可熔化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交联固化变硬而形成固体；但这种变化时不可逆的，当重新受热加压时，热固性塑料不能再次熔化。因此，超声波焊接不能焊接热固性塑料。热塑性塑料可塑又可逆；当加热形成固体后，其内部结构仅经历形态的变化，是可逆的；重新加热和加压时，能够重新熔化并再次形成固体。超声波焊接能够焊接大部分的热塑性塑料。

热塑性塑料又分为无定形塑料和半结晶塑料，由于二者的分子结构和排布不同，超声波塑焊机加工，二者的超声波焊接性能又有所差别。

无定形塑料的分子结构呈随机分布，没有一个明确的熔点Tm，其在一个很广泛的温度范围内逐步软化、熔化和流动；而不是一旦加热到某个温度就立即从固体熔化，然后又立即固化。无定形塑料这种特性非常易于传导超声波振动能力，能够在较大的压力和振幅范围内进行超声波焊接。

半结晶塑料的分子结构在局部呈规律性分布，有一个明确的熔点Tm，在温度达到熔点之前，半结晶塑料始终保持着固态；当温度达到熔点后，整个分子链立刻开始运动，塑焊机加工设备，并立即固化。无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程区别如图所示。

半结晶塑料呈规律性分布的分子结构类似于弹簧，非常容易吸收高频的超声波振动能量，塑焊机加工，使得能量很难从焊头传导到焊接界面，必须有足够大的超声波能量才能使得半结晶塑料熔化。因此，相对于无定形塑料，半结晶塑料比较难焊接。为了使得半结晶塑料获得较高的焊接质量，往往需要考虑更多的因素，例如，较高的振幅、合适的焊接界面设计、焊头的接触、焊接的距离以及焊接夹具等。无定形塑料和半结晶塑料的超声波焊接难易程度如表2所示。

影响塑料超声波焊接性能的其它因素

润滑剂

润滑剂例如蜡、硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸和脂肪酸等被加入到塑料中用于提高流动性和增加注塑性能。但是，在超声波焊接时，润滑剂会减小焊接界面的摩擦系数，从而影响塑料的超声波焊接性能。

填充剂

为了提高塑料的机械性能，塑料中会加入填充剂，常用的填充剂如玻璃纤维、碳纤维、滑石粉以及碳酸钙等。玻璃纤维添加到塑料中用于提高塑料的机械强度和尺寸稳定性。普通的矿物质填充剂，如玻璃纤维和滑石粉，会提高塑料传导振动的能力，提高塑料的超声波的焊接性能，特别是对于半结晶塑料。一般来说，10%~20%的玻璃纤维会显著提高塑料的超声波焊接性能。但是，当比例过大会带来其它问题。例如，填充剂的比例为30%，但在局部的焊接界面，真实的比例可能已经超过30%，使得在焊接界面没有足够的塑料熔化而获得理想的焊接质量。当填充剂比例超过40%时，很有可能在焊接界面不可焊接的材料比可焊接的材料还多，这就意味着超声波焊接性能会变得很差。

回料

由于塑料的可回收性和降低零件材料成本，在塑料中常常会加入回料。超声波焊接允许在塑料中加入回料，因为回料本身是同一种塑料。但是，回料的比例不能过大，而且回料不能是已经降解的、或者被污染的，否则会出现焊接质量问题。为了保证焊接的质量，建议回料的比例越少越好。

色素

色素对塑料的超声波焊接性能影响较小，除非色素的比例过高。相比其它颜色，白色和黑色通常需要添加更多的色素，有可能带来一些焊接问题。同一种塑料的不同颜色可能需要不同的焊接参数，塑焊机加工机械，可以通过调机来获得。

塑料等级

塑料等级对塑料的超声波焊接性能具有很大的影响。同一种塑料的不同等级可能会有不同的熔点和不同的流动特性。

1.操作简单易学，应用范围广。

2.针对工件的内部、不规则形状的工件，焊接出密封强度高且精致工件，无耗材(如胶水、溶剂、粘合剂等) 。

3.焊接后可达到水密、气密和牢固度的要求。

4.采用人机界面配合PLC电脑控制系统，机器动作无误，操作方便安全。

5.速度快省人工，生产，可根据产品大小设计模具，一次性焊接多个产品。

6.数字式的PID温度控制，熔接温度更加稳定。

7.油压系统控制，相比气压控制，焊接更加牢固。

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