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超聲波塑料焊接工藝參數說(shuō)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(dòng)的頻率
對接頭性能的影響：焊點(diǎn)強度隨頻率的增加而增大，但頻率越高，其能驅動(dòng)的振幅越小，焊頭尺寸也越小。當焊機選定后，焊接頻率一般是固定的，其范圍一般為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(dòng)的幅值
對接頭性能的影響：振幅過(guò)小，無(wú)法形成焊接接頭；振幅太大時(shí)，會(huì )產(chǎn)生較嚴重的氣孔缺陷。在適當范圍內，振幅越大焊點(diǎn)強度越高，所需焊接時(shí)間越短。

觸發(fā)壓力：焊頭開(kāi)始進(jìn)行超聲振動(dòng)的起始壓力
對接頭性能的影響：觸發(fā)壓力可以作為焊接參數進(jìn)行設定，過(guò)低的觸發(fā)壓力會(huì )導致焊頭/工件、工件/工件的接觸不緊密，影響振動(dòng)傳播；過(guò)大的觸發(fā)壓力可能引起焊機功率過(guò)載報警。

焊接壓力：焊接過(guò)程中通過(guò)焊頭施加給工件的壓力，目的是使工件的結合面得到良好的接觸
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后下降的趨勢，也有研究認為壓力對接頭強度影響不大。此外，對于焊接壓力的作用也有爭議，有文獻認為壓力越大，產(chǎn)熱越少；有文獻認為壓力越大，產(chǎn)熱越多。比較一致的觀(guān)點(diǎn)是增大焊接壓力，可以縮短焊接時(shí)間。

焊頭下降速度：焊頭在焊接過(guò)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(jìn)行人工設定。通常，下降速度越快，焊接時(shí)間越短，焊接效率提高，但焊機過(guò)載風(fēng)險增大

焊接能量：超聲波焊接過(guò)程中由壓電陶瓷輸出的總能量
對接頭性能的影響：過(guò)小的能量導致材料熔化不足，過(guò)高的能量導致材料分解；過(guò)高的焊接能量還會(huì )導致焊頭壓痕增加，因此焊接能量應控制在合理范圍內

焊接時(shí)間：超聲波作用于工件的時(shí)間
對接頭性能的影響：過(guò)短或過(guò)長(cháng)的焊接時(shí)間都會(huì )導致接頭性能下降，故焊接時(shí)間也應控制在合理范圍內

維持時(shí)間：超聲波停止作用后繼續向工件施加壓力的時(shí)間，也稱(chēng)保壓時(shí)間
對接頭性能的影響：在一定范圍內隨著(zhù)維持時(shí)間的增長(cháng)，工件接觸界面分子鏈的擴散與纏結更加充分，接頭質(zhì)量會(huì )隨之提高。但是相比與其它工藝參數，維持時(shí)間對焊接質(zhì)量的影響并不顯著(zhù)，考慮到生產(chǎn)效率，維持時(shí)間不宜過(guò)長(cháng)。

焊頭位移：焊頭從超聲振動(dòng)開(kāi)始到結束所行進(jìn)的位移，也稱(chēng)相對深度
對接頭性能的影響：焊頭位移越小，焊頭對材料表面的損傷程度越小。焊頭位移也可以進(jìn)行人為設定 。