【摘要】
在熱塑性塑料接觸表面上施加超聲波,每秒會(huì)產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的高頻振動(dòng),高頻振動(dòng)達(dá)到一定幅度后,通過上焊件將超聲波能量傳至焊接區(qū)域。
超聲波焊接原理:
在熱塑性塑料接觸表面上施加超聲波,每秒會(huì)產(chǎn)生數(shù)以萬計(jì)的高頻振動(dòng),高頻振動(dòng)達(dá)到一定幅度后,通過上焊件將超聲波能量傳至焊接區(qū)域。由于焊接區(qū)域即兩個(gè)焊接界面聲阻大,會(huì)產(chǎn)生局部高溫。此外,由于塑料的導(dǎo)熱性差,暫且不能及時(shí)散發(fā),在焊接區(qū)聚集,導(dǎo)致兩塑料的接觸面快速熔化,再加上一定壓力下的融合。超聲波停止后,壓力持續(xù)數(shù)秒,凝固成型,形成堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的。
超聲波焊接的優(yōu)點(diǎn):
焊接周期短;
支持非平面焊接。
超聲波焊接的缺點(diǎn):
有飛邊,容易產(chǎn)生碎屑;
機(jī)械應(yīng)力大;
加工材料受形狀大小的限制。
在激光投影焊接中,激光束穿透上部投影部件,照射到下部吸收激光部件。激光能量從被吸收部分的染料或助劑顆粒吸收的能量轉(zhuǎn)變成熱。吸收部件融化,通過熱傳導(dǎo),熱傳導(dǎo)到上部投影部件。焊接開始前,兩個(gè)部件在外部壓力的作用下相互接觸。焊接過程中,零件局部加熱,材料的熱膨脹會(huì)提供額外的內(nèi)部焊接壓力。在內(nèi)外焊接壓力的共同作用下,兩個(gè)部件牢牢焊接在一起。激光束和焊接部件的相對(duì)移動(dòng)行程整個(gè)焊接。
激光塑料焊接的優(yōu)點(diǎn):
焊接設(shè)備不需要與粘接的塑料零件接觸;
快速;
沒有毛邊;
牢固焊接;
可以產(chǎn)生氣密或真空密封結(jié)構(gòu);
減少熱損傷和熱變形;
不同成分或顏色的樹脂可以粘在一起;
設(shè)備維護(hù)成本低。
激光塑料焊接的缺點(diǎn):
初始設(shè)備投入成本高;
對(duì)基材性能有特殊要求;
與超聲波焊接相比,激光焊接應(yīng)用于塑料零件熔接的優(yōu)點(diǎn)包括:焊接精度高,密封牢固,不透氣,不漏水,焊接過程中樹脂降解少,產(chǎn)生的碎屑少,產(chǎn)品表面可以在焊縫周圍緊密連接。激光焊接具有無殘留物的優(yōu)點(diǎn),更適合國家食品藥品監(jiān)督管理局控制的醫(yī)藥產(chǎn)品和電子傳感器。
易于控制,可焊接尺寸小或形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件。由于激光容易控制計(jì)算機(jī)軟件,激光輸出可以靈活到達(dá)零件的各個(gè)細(xì)節(jié),激光焊接可以焊接超聲波焊接方法難以到達(dá)的區(qū)域,焊接具有復(fù)雜形狀甚至三維幾何形狀的產(chǎn)品
與超聲波焊接方法相比,激光焊接大大降低了產(chǎn)品的振動(dòng)應(yīng)力和熱應(yīng)力。這意味著產(chǎn)品或設(shè)備內(nèi)部部件的老化速度較慢,可以用于易損壞的產(chǎn)品??梢院附佣喾N不同的材料。比如聚碳酸脂可以通過近紅外激光連接,玻璃纖維增強(qiáng)的黑色聚對(duì)苯二甲酸丁二脂可以連接,但是超聲波焊接方法無法實(shí)現(xiàn)。
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