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哪些塑料适合超声波焊接?

塑料焊接用

由相同塑料制成的材料和由不同塑料制成的材料可以使用多种方法连接。例如,焊接是一种常见的连接工艺。特别是当粘合剂不能保证充分或持久​​的连接时。塑料焊接不是表面的纽带;这是一种强烈的物质纽带。然而,这只适用于所谓的热塑性材料(可以在加热时成型)。

  1. 热塑性材料:主要由线性分子链组成,当加热时它们会相互滑动,使塑料具有延展性和可焊接性。
  2. 弹性体:由宽网状分子链组成,一旦热量减少,它们就会恢复到原来的状态。因此无法通过焊接工艺进行成型。 
  3. 热固性树脂:由紧密啮合的分子链组成。热量会破坏它们的结构,这意味着熔化和焊接是不可能的。

热塑性材料

只有相同的热塑性材料才能均匀(均匀地)焊接。除 PTFE 外,所有热塑性材料都可以焊接。但是,塑料之间存在特定于材料的差异:

  1. ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)
    可以很好地轻松焊接。焊接温度介于 270 和 310 °C 之间。
  2. PS(聚苯乙烯
    也可以很好地轻松焊接。焊接温度介于 270 和 310 °C 之间。
  3. PP(聚丙烯
    由于PP燃烧非常快,因此必须密切注意温度和加热时间。焊接温度在 230 至 280 °C 之间。
  4. PE(聚乙烯) 
    可以很好地轻松焊接,但不能使用常规粘合剂进行粘合。焊接温度在 220 至 280 °C 之间。
  5. PVC(聚氯乙烯) 
    必须密切注意温度和加热时间,因为 PVC 燃烧非常快并形成盐酸。焊接温度介于 250 和 280 °C 之间。
  6. PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)
    俗称亚克力玻璃。可以很好地轻松焊接。焊接温度在 120 至 180 °C 之间。  
  7. PC(聚碳酸酯)
    也可以很好地轻松焊接。焊接温度介于 270 和 310 °C 之间。

决定性的材料特性

在精确和有效的焊接过程中,材料的特性起着重要作用:

  • 弹性模块(e-modul)描述施加力时塑料的张力和膨胀。电子模块越大,材料的声音传导越好。
  • 减震 描述塑料吸收和转换机械振动的程度。J阻尼越大,热量产生越强烈,因为更多的振动能量被转化为热量。 
  • 熔点材料从固体变为液体的点。它决定了焊接过程需要多少热量。
  • 熔体粘度 塑料熔化部分的流动速度有多快。更坚韧的熔体更倾向于留在连接区域,过程更均匀。

影响因素

各种外部因素都会对塑料的可焊性产生影响:

负面影响
  • 防火等添加剂:添加剂可防止塑料因外部影响而降解。然而,这也意味着添加剂使使用超声波处理塑料变得更加困难。
  • 水分(尤其是聚酰胺):如果塑料的水分含量很高,则在焊接过程中会蒸发。这会导致连接区域出现气泡,然后导致焊接接头多孔。
积极影响
  • 玻璃纤维:增加塑料的刚度、韧性和强度,从而提高声音的传导性,特别是在半结晶塑料中。
  • 玻璃珠:增加塑料的耐压性,从而提高声音的传导性,特别是在半结晶塑料中。
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