超声波焊接的原理及应用课件.ppt

高分子材料超声波焊接技术分1黄浩精选ppt课件20211

内容提要 基本概念2焊接原理3工艺条件4当前应用……………●5总结展望精选ppt课件20212

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。压力机(提供垂直振动单元工作过程的压力)换能器(电振动向机械振动转换)变幅器(振幅放大)焊头工件调平底板和夹具焊机底座超声波发生器控制装置精选ppt课件2021超声波焊接的基本概念1什T3

国外在1960年开始应用超声波焊接技术优点：焊接时间短、焊接强度高、表面无损坏、非焊接区域不发热，易实现自动化等优点，已被广泛用于同种材料或不同材料之间的连接O溶剂粘敷：连接物表面需要处理，不但费时，还易造成外观粗糙。热融接法：焊接质量极差，工件外观易变形，尤其是当产品要求密封性好时，废品率极高。精选ppt课件2021超声波焊接的基本概念

过程：在超声波振动能的作用下，焊接线首先开始熔化，熔体在压力作用下向被焊产品上下表面铺展，,当停止超声后，温度降下来熔融塑料凝固从而使被焊产品连接在一起。精选ppt课件2021超声波焊接的基本概念5

基本概念2焊接机理3工艺条件4当前应用 总结展望内容提要精选ppt课件2021………………●……………●6

精选ppt课件2021超声波焊接的机理早期的理论：当塑料工件表面产生超声波振动时，接触表面因摩擦而温度升高实现焊接，非焊接面没有摩擦，温度也不会升高。Frankel等人将之等效为从接触界面到材料内部的一维热传导问题。试验发现在材料的玻璃点转变温度Tg附近有温升率增大的现象，而给出的模型并不能与之很好的吻合。7

超声波焊接的机理Menges等人认为热主要来自材料内部的摩擦而非界面摩擦Tolunary等人通过实验发现试件内部质点的热主要来自材料的粘性耗散Benatar等人利用DMA方法(动态力学测试)测试了低频下材料的动态模量，基于“时温等效性原理”平移并外推得到了高频(20kHz)下材料的动态模量。精选ppt课件20218

超声波焊接的机理提出了摩擦生热是启动热源，粘弹热是主要热源的产热机理。精选ppt课件20219

阶数i松弛时间t;/s松弛模量E;/MPa12X10-41.94X1022X10-2.83×10232X10-25.54X10242×10-16.02X102523.88×10262xi01.56×10272×1024.10Xi082X101.38X1092×10?3.86102X1027.90×10-1超声波焊接的机理静态松弛模量，Maxwell模型，10阶Prony级数 精选ppt课件2021松弛模量E/MPaTgTTg+60时间t/sT≤Tg10

超声波焊接的机理时温等效原理动态粘弹性DMA温度谱储能模量FMPa耗能模量EMPaE1=E+iE”精选ppt课件2021温度T/℃

超声波焊接的机理dW=[E(T,w)eosinwt+E”(T,w)eocoswf]d(eosinwf)△T=△E,/cp应变能与周期温升时间t/(10~2s)精选ppt课件2021温度T/℃12

初始温度的影响 时间t/s超声波焊接的机理 精选ppt课件2021温度7/213

超声波焊接的机理初始产热源386.2603041258239.56.64.81.8温度1℃精选ppt课件2021时间t/:温度T/℃方垂中·166141n

精选ppt课件2021超声波焊接的机理界面B产热机理(a)无界面(b)有界面温度T/℃时间t/a15

1基本概念2焊接机理3工艺条件4当前应用总结展望内容提要精选ppt课件2021………………●……………●16

精选ppt课件2021超声波焊接的工艺参数一、材料选择热塑性VS热固性非结晶VS结晶(熔化温度、能量补充、传递)能量传递特性(近场与远场)吸湿性(PC、PA)PC,PS,SAN,ABS,PMMA17

超声波焊接的工艺条件二、设备参数振幅焊接时间接头热合强度/N·15mm精选ppt课件2021时间水平剪切强度/M