超聲波塑料焊接工藝參數說明及其對接頭性能的影響

2022-03-05 11:58

焊接頻率：焊頭超聲振動的頻率
對接頭性能的影響：焊點強度隨頻率的增加而增大，但頻率越高，其能驅動的振幅越小，焊頭尺寸也越小。當焊機選定後，焊接頻率一般是固定的，其範圍一般為15～70kHz，其中最為廣泛使用的焊接頻率是20kHz。

振幅：焊頭超聲振動的幅值
對接頭性能的影響：振幅過小，無法形成焊接接頭；振幅太大時，會產生較嚴重的氣孔缺陷。在適當範圍內，振幅越大焊點強度越高，所需焊接時間越短。

觸發壓力：焊頭開始進行超聲振動的起始壓力
對接頭性能的影響：觸發壓力可以作為焊接參數進行設定，過低的觸發壓力會導致焊頭/工件、工件/工件的接觸不緊密，影響振動傳播；過大的觸發壓力可能引起焊機功率過載報警。

焊接壓力：焊接過程中通過焊頭施加給工件的壓力，目的是使工件的結合麵得到良好的接觸
對接頭性能的影響：焊接壓力對接頭強度的影響存在爭議，如一些研究指出接頭強度隨壓力的增大而下降，部分研究認為接頭強度隨焊接壓力的增加呈先增大後下降的趨勢，也有研究認為壓力對接頭強度影響不大。此外，對於焊接壓力的作用也有爭議，有文獻認為壓力越大，產熱越少；有文獻認為壓力越大，產熱越多。比較一致的觀點是增大焊接壓力，可以縮短焊接時間。

焊頭下降速度：焊頭在焊接過程的下降速度
對接頭性能的影響：焊機，下降速度可以作為焊接參數進行人工設定。通常，下降速度越快，焊接時間越短，焊接效率提高，但焊機過載風險增大

焊接能量：超聲波焊接過程中由壓電陶瓷輸出的總能量
對接頭性能的影響：過小的能量導致材料熔化不足，過高的能量導致材料分解；過高的焊接能量還會導致焊頭壓痕增加，因此焊接能量應控製在合理範圍內

焊接時間：超聲波作用於工件的時間
對接頭性能的影響：過短或過長的焊接時間都會導致接頭性能下降，故焊接時間也應控製在合理範圍內

維持時間：超聲波停止作用後繼續向工件施加壓力的時間，也稱保壓時間
對接頭性能的影響：在一定範圍內隨著維持時間的增長，工件接觸界麵分子鏈的擴散與纏結更加充分，接頭質量會隨之提高。但是相比與其它工藝參數，維持時間對焊接質量的影響並不顯著，考慮到生產效率，維持時間不宜過長。

焊頭位移：焊頭從超聲振動開始到結束所行進的位移，也稱相對深度
對接頭性能的影響：焊頭位移越小，焊頭對材料表麵的損傷程度越小。焊頭位移也可以進行人為設定。

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