影响塑料超声波焊接性能的其它因素

时间:2020-01-18 浏览:
在超声波焊接时,还需要考虑其他一些因素,这些因素包括注塑过程的影响、吸水性、脱模剂、润滑剂、塑化剂、添加剂、阻燃剂、回料、色料以及塑料等级等。
 
塑料的吸水性
塑料的吸水性严重影响超声波焊接性能。如果塑料含有过多的水分,在超声波焊接过程中,当温度达到水的沸点时,塑料中的水分蒸发和气化,焊接界面呈泡沫状,使得超声波焊接强度低、同时很难获得密封性能以及高质量的外观;另外,过多的水分还会造成了焊接时间的延长,焊接成本增加,如图所示。
 
(塑料吸水性影响焊接时间)
超声波焊接机 
具有吸水性的塑胶件应该在注塑完成后马上进行超声波焊接。如果不能马上进行焊接,应该以装有干燥剂的PE袋进行密封包装;没有密封包装的吸水塑胶件,在焊接之前应该进行烘干。
 
脱模剂
脱模剂经常直接喷洒在模具型腔内,通过减少塑胶件与型腔摩擦力的方式,帮助塑胶件从型腔中脱出。不幸的是,在超声波焊接时,脱模剂也会减小焊接界面上两塑胶件的表面摩擦力。而超声波焊接工艺正是依靠表面摩擦产生热量,脱模剂会降低超声波焊接性能。另外,脱模剂中的化学物质也会影响理想焊接强度的获得。
因此,对于需要进行超声波焊接的塑胶件,必须在注塑过程中避免使用脱模剂。如果不得不使用脱模剂,则在焊接前必须清洗塑胶件,不过只有一些脱模剂能够清洗干净。推荐使用干性脱模剂,其对超声波焊接性能最小,甚至不必在焊接进行前清洗。尽量避免使用硅、氟、硬脂酸锌和硬脂酸铝等类型脱模剂。
 超声波焊接机
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,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。