您当前的位置 :主页 > 新闻中心 > 超声波塑料焊接 >

PPS超声波焊接工艺

2021-04-30 09:49
PPS超声波焊接工艺
聚苯硫醚(PPS)是分子主链中带有苯硫基的线形结晶性热塑性树脂,此树脂是一种性能优异的特种工程塑料。它的耐热性能优异,热变形温度超过260℃,长期使用温度为2加一240℃;力学性能好,刚性极强,表面硬度高,并具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性,耐磨性突出;耐腐蚀、耐化学药品性优异;电性能优良,即使在高温、高湿、高频率下仍具有优良的电性能;阻燃性为U沙4V一0级;寸稳定性好,成型收缩率小。玻纤增强P咫有较高的冲击性能、弯曲性能及延展性能。PPS广泛应用于电气和电子、精密机械、汽车和化工机械零件等领域。

PPS(聚苯硫醚)是一种半结晶热塑性塑料,具有陡峭的熔融曲线和较高的熔化温度(285°C,545°F)。PPS制品能在高温下使用,但在高温下使用却没有有效的粘接剂,因此PPS制品多采用超声波焊接其纯料PPS不适合超声波焊接,但在添加玻璃纤维和其它填料后,因PPS混合物刚度大大增加,有助于超声波振动传递,所以可用超声波焊接。在焊接筋设计合理的条件下,玻纤含量40% PPS可以很容易焊接。然而继续增加玻纤含量和矿物粉时,因为混合物中树脂成分含量变低了,导致超声焊接困难。控制PPS的结晶度可使制品尺寸的再现性变好,消除凹陷翘曲现象,提高冲击强度和超声波焊接性。

PPS产品焊接筋设计对焊接强度至关重要。需要从组件装配上考虑零件及焊接筋的设计,以及这些设计对超声波焊接工艺的影响。 对于PPS材料焊接,一般采用剪切缝设计。对于采用三角导能筋或者台阶式焊筋设计,不同型号含有不同成分的PPS有不同的焊接结果。对于含填料份量高的PPS混合物,在熔化时没有足够的流动性,无法流入两侧形成更多粘接区域,因此该类PPS混合物不适合采用三角导能筋或者台阶式焊筋设计。 对于剪切缝,在焊接过程中在连接界面上产生类似“涂抹”的动作,从而使得熔融塑料产生更大的流动性,更容易焊接。试验证明,对于填料含量高的PPS,使用剪切缝的产品拉拔力是采用台阶式焊筋拉拔力的6倍。同时,剪切缝熔融和粘接区域更大,有助于密封。

PPS超声波焊接工艺建议


最佳超声波焊接工艺很大程度上取决于零件质量和组件装配精度,以及所使用的焊接设备和治具。在产品设计阶段,征求制造商的意见是很重要。焊接参数的调整应考虑零件材料成分、尺寸误差和刚度,以及超声波焊头接触产品位置与焊缝之间的距离。产品的可焊接性能,是指材料在不受损伤情况下传递超声波振动的能力。

由于PPS是一种高熔点的半结晶热塑性塑料,通常需要大振幅的超声波振动来熔化塑料形成焊缝。考虑PPS的高模量(高刚度)特性,因此输出的振幅能够在塑料件中传递相当长的距离。当焊头与焊缝之间距离越大,需要的振幅也就越大。在近场焊接(焊头接触面与焊缝之间距离小于6mm)时,采用高频率和较低振幅的焊接工艺,能够实现更高的焊接效率。在远场焊接(焊头接触面与焊缝之间距离大于6mm)时,振幅传递距离受限于产品结构,当墙壁越薄,超声振动传递距离越短。

焊接所需的功率取决于焊接区域面积的大小,零件的几何形状和材料的吸收特性。PPS焊接时通常需要高功率输出,以保证大部分能量非常快速的传递到焊缝处,同时避免对零件造成振动损伤。焊头的速度要与PPS塑料熔化和焊缝成形速度相匹配。

当产品采用剪切缝设计时,初始参数可设定为高功率输出、大变比调幅器、低焊接压力,和较慢的焊接速度。然后,再根据实际焊接结果进行下一步调整。焊接时注意,大振幅和长时间振动会损伤零件表面。最大的焊接强度是在保压阶段形成。若气密性不佳,可增大动态保压距离或者保压时间来进行改善。 采用剪切缝设计时,需要注意的是产品墙壁的侧面支撑,以避免焊接中零件侧壁张开导致焊接强度不良问题。治具可由铝、钢、树脂或其它材料制成。治具与产品的配合间隙要适当,以提供适当的支撑,并方便零件的取放。

用超声波焊接PPS制品时,如发频器压力及振幅过低,会造成焊接不良;如过高则会产生裂纹,特别要注意熔接痕及应力集中部位。在制品上应设计有能量引导位、分散接点、粒状接点,以获得最佳的熔接效果。超声波焊接工艺:压力3一10MPa,振幅20一60
µm,焊接时间0.5一2S,低模温成型的制品比高模温成型的制品焊接性能好一些。