塑料材质对超声波焊接的影响

塑料材质对超声波焊接的影响

作者：威海凯旋超声波时间：2015.1.25

超声波焊接有近域焊接和远域焊接之分，近域焊接是指塑件接口部分与电极臂端部的距离在6mm以内，而超过此距离则称为远域焊接。非结晶性硬质塑料，如PC、PS、SAN、ABS 和PMMA等，对超声能量通常具有良好的透射率，高频振动能经过较长的距离传输到接口区域，因此这些材料在近域或远域均具有良好的焊接性能。而半结晶性塑料具有较强的消声作用，高频振动传输到如PA、PP、PE和POM这样的半结晶性塑料中，超声能量很快衰减，因此半结晶性塑料只适合于近域焊接。对于弹性体及软质塑料，由于具有更强的吸音作用，对它们进行超声焊接不是很有效。

从能量消耗角度而言，非结晶性塑料没有明确的熔点，塑化所需热量即超声能量较少。随着焊接区域温度的上升，物料由高弹态逐渐向粘流态转变，并且能在较宽温度范围内熔化并逐渐凝固。而半结晶性塑料有确定的熔点并需要较高的熔融热，与非结晶聚合物相比，在焊接过程中需要更高的超声能量和振动振幅。

此外，为保证焊接制品质量，应事先对制件的原材料性质及最终性能要求进行充分的考虑，塑料中的一些添加剂如润滑剂、阻燃剂等也会影响材料的焊接性能，在部件设计和焊接参数的调整中对此也要有充分考虑，再结合试验情况正确地进行接口设计，以避免在制件成型后再对模具进行修改。焊接区域的脱模剂、油污也会削弱焊接强度，应及时清洁模腔表面。超声波焊接最适用于硬质非结晶性塑料，连接同种塑料时效果最好。但熔化温度相差在20℃以内，且在化学性质上具有一定相容性的两种塑料，如聚碳酸酯和丙烯酸之间也可进行焊接。表1列出了常用热塑性塑料本身进行焊接时的焊接性能，表中显示，硬质塑料的焊

接性能比柔性的好，非结晶性塑料的焊接性能比结晶性的好，并且焊接结晶性塑料时应避

免采用远域焊接。

常用热塑性塑料的超声波焊接性能

结晶性能材料名称

焊接性能

近域焊接远域焊接

非结晶性塑料ABS 优良良好

丙烯酸酯类聚合物良好良好至一般GP-PS 优良优良

硬质PVC 一般差

聚碳酸酯良好良好

结晶性塑料聚甲醛良好一般

聚酰胺良好一般

热塑性聚酯良好一般

聚丙烯一般一般至差聚乙烯一般差