添加剂对超声焊接的影响
2019-03-09
添加剂虽然改善了碱金属的总体特性或形成性，但通常会增加获得高质量焊接接头的困难。典型的添加剂包括：增塑剂，撞击改性剂，阻燃剂，着色剂，润滑剂，吹气剂，饮食剂。增塑剂，高温有机液体或低温熔体会增加塑料的柔韧性和柔软性并降低其刚性。它们减少了聚合物内的分子间吸引力，并影响振动能的传播。高度增塑的材料（例如乙烯基）是非常差的超声波能量转移介质。增塑剂通常被认为是内部添加剂，但随着时间的流逝，它们会迁移到表面，从而使超声波焊接几乎不可能。与美国食品药品监督管理局（FDA）批准的增塑剂相比，含金属增塑剂的危害更大。诸如橡胶之类的冲击修饰符降低了材料传输超声波振动的能力，需要更高的幅度才能产生熔化。撞击修饰符减少了粘结表面上的热塑性材料的量，从而减少了材料的可焊性。将阻燃剂，无机氧化物或卤代有机元素，例如铝，腺瘤，硼，氯，溴，溴，硫，氮或磷添加到树脂中以抑制燃烧或改变材料的燃烧特性。在大多数情况下，它们无法遭受遗传。阻燃剂可能占材料总重量的50％或更多，从而减少了零件中可焊接材料的量。在焊接这些材料时，有必要使用高功率设备，高于正常振幅并更改关节设计以增加关节表面的可焊接材料的量。颜料对超声焊接的影响可能很大。大多数颜料是无机化合物，通常以0.5％至2％的浓度使用。大多数着色剂不抑制超声波转移。但是，它们会减少关节表面的有效焊接材料的量。白色色素中的二氧化钛是无机的，化学惰性。它充当润滑剂，如果超过5％，则可以降低焊性。炭黑还阻碍了材料的超声能量转移。当塑料中包含着色剂时，可能需要更改过程参数。如果焊接设备使用标准的未成年零件来生产高质量的焊接，则彩色零件的焊缝质量可能会明显降低（磨损强度和耐磨度）。到目前为止，尚未确认颜料影响超声焊接的机制。颜料的存在似乎会影响关节在关节产生热量的方式。通常，将彩色零件的焊接时间长于未染色零件的预期时间，从而解决了低焊接质量的问题。焊接时间可能必须增加50％或更多。但是，较长的焊接时间可能会产生不良影响，例如焊缝过多和焊缝下方的损坏。当它旨在超声焊接必须模制的着色材料时，建议测试模制样品以确定其可行性。在许多商业应用中，焊缝强度和韧性并不是关键要求。使用不显着影响超声焊接的色素可能是替代解决方案。内润滑剂（蜡，硬脂酸锌，硬脂酸，脂肪酸酯）减少了聚合物分子之间的摩擦系数，从而导致热产生降低。但是，由于它们的浓度非常低且分布在塑料中，而不是集中在粘结表面上，因此影响通常很小。吹剂降低了树脂传递能量的能力。根据密度，微孔结构中的空隙在不同程度上中断能量，从而减少了到达关节区域的能量。应仔细评估包含较高或不同水平的回收材料的要焊接的材料。为了获得最佳的焊接，有必要控制要焊接零件中磨砂的质量和数量。在某些情况下，可能需要100％纯原材料。
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